DNA的损伤修复及突变ppt课件

1、第1，5章DNA的损伤，修复和突然变异.第2，1节DNA的损伤.3，根据损伤的部位，DNA损伤是盐化学基损伤DNA链的损伤，DNA损伤：都使DNA结构和功能发生.4，DNA记忆着依赖于机体生存和繁殖的遗传信息，维持DNA分子的完全性成为细胞球修复DNA损伤的能力是生物保持遗传稳定性，DNA分子的变化并非全部可以原样修复，所以生物有变异和进化。 DNA损伤修复的重要性：5，细胞球内的因素和环境中的因素可能引起DNA损伤，根据损伤的原因，DNA分子的自发损伤物理因素造成的DNA损伤化学因素造成的DNA损伤，6，一，DNA分子的自发损伤， 盐化学基的异构化互变2 .盐化学基的脱氨基作用3 .脱嘌呤和

2、脱嘧啶(盐化学基缺失)4.通过氧化活性物质修饰盐化学基和剪链、7，1 .盐化学基的互变异构化、DNA碱基序列有多种形式，称为互变异构体，异构体中原子的位置和原子间的结合不同。 盐化学基各自的同分异构体间自发地变化(烯醇式和酮化学基间的相互变化) A=C T=G上述对在DNA复制时发生，子DNA序列可引起与母DNA不同的错误损伤3 .脱嘌呤和脱嘧啶(盐化学基缺失)，自发水解作用嘌呤和嘧啶从DNA链的磷酸骨架上脱落。 哺乳类细胞球在30C中，20h内DNA链自发脱落的嘌呤约为1000个，嘧啶约为500个。15、4 .氧化活性物质引起盐化学基修饰和链断裂，细胞氧化副产品O2-、H2O2引起DNA损伤

3、，部分盐化学基修饰物(胸腺嘧啶核苷二醇、羟甲基尿嘧啶等)、DNA单链断裂等损伤。 这些个损失的积累会导致老化。 可在物理因素引起的DNA损伤、紫外辐射(UV )引起的DNA损伤、电辐射引起的DNA损伤、18、1 .紫外辐射(UV )引起的DNA损伤、DNA TT、CC、CT之间形成二聚体。 复制时，此处发生耗竭过程，DNA不能复制，细胞球不能分裂，引起凋亡。 由、19、紫外辐射导致的DNA损伤最容易由胸腺嘧啶二聚体(TT )、20、2 .电辐射形成DNA损伤，盐化学基变化细胞球中的水在放射性射线解离后产生大量的oh自由基，对DNA链上的盐化学基进行氧化修饰，形成过量的脱氧核糖发生变化，脱氧核糖

4、上的各个碳原子与羟基上的氢与OH-结合、21、DNA链断裂通过脱氧核糖断裂或磷酸二酯类化合物键断裂进行DNA链断裂。 一条链的断裂称为一条链的断裂(single strand broken ) DNA双链在同一处或接近的地方切断称为双链切断(double strand broken )。22、交联(binding )、相同DNA链上或2根DNA链上的盐化学基之间通过共价键结合； DNA和蛋白质之间也是共价键连接的组蛋白、姜黄素中的非组蛋白、蛋白质特罗尔、复制和转录相关酶催化剂也是与DNA共价键连接的。 架桥是细胞球受到电离放射性射线显微镜下可见染色体畸变的分子基础，会影响细胞球功能和DNA复制

5、。23、放射性射线引起的DNA分子结构的多种变化、24、盐化学基类似物、修饰剂对DNA的损伤； 2 .烷基化试剂对DNA的损伤3 .布摇滾乐剂对DNA的损伤。三、化学因素引起的DNA损伤，25，1 .盐化学基类似物对DNA损伤的化学物质与正常的盐化学基在结构上类似，有时也可以引入DNA分子代替正常的盐化学基，因为这些个的盐化学基类似物进入人DNA后，它们的情侣对戒能力与正常的盐化学基不同， DNA复制过程中在其对应位置引起不正确的插入，26，如5-溴尿嘧啶(BU )和5-溴脱氧尿嘧啶(BrdU )是t结构类似物。 细菌在含BU的培养基中培养时，有些DNA中的t被BU取代，BU有2种互变异构化体

6、，一种是酮结构(第6位有酮化学基)，它可以取代t而配合DNA，与a配对。 如果BU互变异构化变成烯醇式(第六位有羟基化学基)，就容易和g情侣对戒。 通常以酮式存在，有时以烯醇式存在。 BU先以酮式导入DNA，接着变成烯醇式，再进行复制使DNA中的A- T对成为G- C对。 同样的理由也发生了从gc向at的转换，BU可以使细菌的突变频率提高约万倍。 除.27、BU外，还有5-溴脱氧尿核苷、5-氟尿嘧啶、5-氯尿核苷及它们的脱氧核苷。 另一个广泛使用的盐化学基类似物是2氨基嘌呤(2AP )，腺嘌呤a类似物，与胸腺嘧啶t情侣对戒。 与胞嘧啶c成对，发生A-T、G-C的变换，或者2-AP与胞嘧啶c成对

7、，进入DNA后与胸腺嘧啶t成对，发生G-C、A-T的变换。 由烷基化试剂引起的DNA损伤(特异性失配)某些诱变剂不加入DNA，通过改变盐化学基的结构引起特异性失配，例如烷基化试剂(一种亲电子的化合物，具有一个或多个活性烷基化学基。 这些个的变异指引作用是将DNA中的盐化学基烷基化。 活性烷基化学基不稳定，可以转移到其他分子的电子密度高的位置，置换其中的氢原子成为不稳定的物质。 烷基化试剂种类繁多，常见于甲磺酸乙酯(EMS )、硝基胍(NG )、芥末酱瓦斯气体等。29、EMS在鸟嘌呤的n位置具有乙基化学基，变成7乙基鸟嘌呤。 与胸腺嘧啶配对后，可以将G-C转换成A-T。 烷基化试剂的另一个作用是

8、脱嘌呤。 例如，烷基化学基在鸟嘌呤的n位上激活葡萄糖苷键而引起断裂，使嘌呤从DNA链上脱离，从而产生缺口。 复制时，与缝隙对应的部位有任何的盐化学基附着的可能性，引起变换和交换，另外，除去布丁的DNA容易切断，引起欠缺和其他的变异。30，3 .丁摇滾乐剂的突然变异作用嵌合染料是另一种重要的DNA修饰剂。 包括染料，如吖啶橙、原黄素、溴化乙锭等。 这些个的试剂是平面分子，其分子大小与碱基对大小基本相同，可嵌入DNA双链碱基对之间，在嵌入位置引起个别碱基对的插入或缺失变异。 嵌合染料也可以嵌入单链DNA的盐化学基之间，这些个的变异引起读书框的变化，引起移位查询密码变异。31、在落射荧光显微镜下(蓝

9、色激发过滤烟嘴选择)，含DNA的细胞核显示黄绿色荧光，含RNA的细胞质和细胞核显示橘红色荧光。 体外培养的肝癌细胞球吖啶橙荧光染色，32，第二节DNA突变，33，如果DNA损伤不能有效修复，就会引起DNA分子上可遗传的永久结构改变，称为突变(mutation )。 少数突然变异可能对细胞球也有利。 有利的突然变异积累可以使生物进化，适应生存环境。 但大部分突然变异有害，对单细胞球生物，许多有害突然变异致死，对多细胞球高等生物，有害突然变异可引起代谢病和肿瘤等病变。 34、引起DNA分子结构变化(即突然变异)的活体突然变异为表型。 35，1 .突然地突变型；(1)点突变又称为简单突然变异或单位点

10、突然变异。 其最主要的形式是碱基对置换，是指DNA分子单一部位发生的碱基对变化，可分为转化和转化两种形式。、36、转移(transition ) :两种嘧啶盐化学基(t和g )或两种嘌呤盐化学基(a和g )之间的相互转移。 交换(transvertion ) :嘧啶盐化学基和嘌呤盐化学基之间的相互变化。 由、37、点突变得到的结果取决于其发生位置和具体的突然变异方式。 如果发生在染色体组的垃圾DNA中，可能不会有什么结果。 引物上的盐化学基序列缺乏查询密码和调节基因表达的功能。 如果在某个基因的启动子或其他调节基因表达的区域发生，则可能影响基因表达效率的一个基因内部发生，根据突变基因的最终产物

11、是蛋白质、RNA、蛋白质基因还是RNA基因，另一方面，如果是蛋白质基因(38 )在蛋白质基因查询密码区发生的点突变中，有构成相同氨基酸的突然变异密码子这三种不同的结果，由于这种突然变异对蛋白质的结构及功能无任何影响，因此被称作沉默突然变异及同义突变。 突变的密码子会查询密码不同的氨基酸，一个氨基酸残馀化学基会置换另一个氨基酸残馀化学基，这种突变不会对蛋白质的功能产生影响，或影响极小，有可能造成毁灭性的影响而引起分子病。 突然变异的密码子会琥珀突变或相反。39、(2)移码突变，也称为移码突变，指发生在一个蛋白基因查询密码区的一个或多个核苷酸(不是3整数倍)的缺失和插入。 由于遗传查询密码是由3个

12、核苷酸组成的三联体查询密码，因此这种突变可以使翻译的读取信息帧工作发生变化，从而使插入点和缺失点下游的氨基酸排列顺序发生根本变化，但也可能提前引入琥珀突变而缩短多肽链。 移位查询密码突然变异对蛋白质功能的影响取决于插入点或缺失点距起始密码的距离。40、a .缺失/插入、DNA链上的一个或一个核苷酸的消失或加入。41、移位查询密码突变：如E.coli的lacl基因，发现一种4盐化学基序列(CTGG )在野生型中连续3次重复。 J. Miller等人研究了该突变型基因无线热点的产生原因。 发现有些无线热点是由重复序列引起的。 所谓无线热点，是指在某个基因中比其他部位更容易变异的部位。 由于插入或缺

13、失变异，DNA的读取框(ORF )发生变化，产生不同蛋白质的过程。42、b .反转或转位(translocation )、DNA重组将一个核苷酸反转或从一个核苷酸转移到另一个核苷酸。 c .双链断裂，43，2 .突然变异的结果，(1)致死性：突然变异发生在对生命重要的基因中，导致个体和细胞球的死亡。44、致死突然变异：严重影响机体的生活力，引起个体死亡的突然变异。 可分为显性致死突然变异(以杂态致死)和隐性致死突然变异(以纯态致死)。 (45 )基因功能的改变、突然变异是某些疾病的发病基础，包括遗传病、肿瘤和有遗传倾向的疾病。 有些人知道有遗传缺陷，但大部分还在研究中。 突然变异影响生物代谢过

14、程，导致特定生化功能的改变或丧失。46、突然变异会导致生物外观上可见的形态结构的变化。 例如果蝇的红眼突然变异： 47、例如： UVB的突变型基因UVB: 290-320nm，由于修复系统的缺陷、偶发的错误修复，引起某种突变型基因，角质形成细胞球的细胞周期控制出现异常，进而发生爱沙尼亚克朗性增殖和永生化成长，导致皮肤癌的发生。48、管理基因：对DNA进行损伤修复，维持染色体组的完全性。 例如着色性干皮病的修复基因XPAXPF。 看门人基因：控制细胞球的细胞信号，控制细胞球的增殖、分化和凋亡。 例如，p53、patched基因、ras等。皮肤癌的发生与看门人突变型基因有密切关系。49、着色性干皮

15、病(xeroderma pigmentosis，XP )切除修复有缺陷的遗传性疾病。 研究其发病机制时发现了一些相关基因，称为XPA、XPB、XPC等。 这些个基因的表达产物起到识别和切除损伤DNA的作用。 XP患者由于XP基因有缺陷，不能修复紫外辐射照射引起的DNA损伤，容易发生皮肤癌。 50，p53UVB损伤DNA引起p53突变后，突变型p53失去了对细胞周期的正常控制，使损伤DNA继续复制，提高染色体突变的偶发率和遗传不稳定性，角质形成细胞球容易引起爱沙尼亚克朗增殖和恶性转化。 (51 )、(3)变异引起的基因型变化：这一变异只是基因型的变化，没有能够感知到的表型变化。 多态性(poly

16、morphism ) :用于记述个体间的基因型差异现象。 DNA多态性分析技术可识别个体差异和种株间差异。 特罗尔一些次要性状的基因即使发生突然变异，也不会影响生物正常的大姨妈活动，保持其正常的生活力和繁殖力，为自然选择留下来。 对、52、生物个体来说，突变型基因的影响只是以下4种：产生轻微、不易察觉的有害或有利的生物科学效应，或不利于形成生物群体的遗传多态性个体的生存和发育，但会产生可遗传的生物科学效应， 对引起遗传学疾病的个体的生存和发育有利，产生可遗传的生物科学效应，产生促进生物进化的致死性突然变异，生物个体在发育过程中会被领便当，所以不会将突然变异传给子孙。53、突然变异是进化、分化的

17、分子基础：进化过程是由于突然变异的不断发生。 没有突然变异就没有今天的绚丽多姿世界。 遗传学家认为没有突然变异就没有遗传学。 大量的突然变异都是由遗传过程自然产生的，称为自发突然变异或自然突然变异(spontaneous mutation )。54、3 .突然变异的原因、(1)由于自发突然变异(spontaneous mutations )内在因素而产生的突然变异称为自发突然变异。 自发点突变自发移位查询密码突然变异，55，由外部因素引起的突然变异。 主要有盐化学基类似物、烷基化试剂、脱氨基化试剂、羟胺等各种诱变剂。 在各种诱变剂中，各种专一性(如G-C，A-T变换)和对特定变异部位的偏好，如甲磺酸乙酯(EMS )和紫外