DNA损伤修复和基因突变培训课件.ppt

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1、DNA损伤修复和基因突变,DNA损伤修复和基因突变,一、自发性损伤,1.复制中的损伤复制中的损伤指复制过程中碱基配对时发生的误差再经过DNA聚合酶“校读”和单链结合蛋白等综合因素作用下仍然存在的DNA损伤。正常情况下，大肠杆菌复制过程中的错配率为1010左右。影响复制过程诸因素中的某一环节出现问题，错配率就会增高，如DNA本身功能和底物的改变，二价阳离子的改变等。,DNA损伤修复和基因突变,2,一、自发性损伤1.复制中的损伤DNA损伤修复和基因突变2,2.碱基的自发性化学改变这类损伤包括互变异构、碱基的脱氨基作用、自发的脱嘌呤和脱嘧啶、以及细胞代谢产物对DNA的损伤。例如，腺嘌呤的互变异构体（

2、A）可以与胞嘧啶配对，模板链上存在这些异构体的时候，子代链上就可能发生错误，形成损伤。细胞呼吸的副产物O2和H2O2都能造成DNA的氧化损伤。,DNA损伤修复和基因突变,3,2.碱基的自发性化学改变DNA损伤修复和基因突变3,二、物理因素引起的损伤,1.紫外线引起的DNA损伤紫外线（UV）照射引起的DNA损伤主要是形成嘧啶二聚体。2.电离辐射引起的DNA损伤电离辐射对DNA的损伤有直接效应和间接效应两种途径。前者指辐射对DNA直接沉积能量，并引起理化改变；后者是指电离辐射在DNA周围环境的其它成分上沉积能量，而引起DNA分子的变化。电离辐射的结果可以引起DNA的碱基损伤、链断裂以及DNA的交联

3、。,DNA损伤修复和基因突变,4,二、物理因素引起的损伤1.紫外线引起的DNA损伤DNA损伤,三、化学因素引起的DNA损伤,1.烷化剂对DNA的损伤烷化剂是一类亲电子的化合物，极容易与生物体内的有机物大分子的亲核位点起反应烷化剂核DNA作用时，就可以将烷基加到核酸的碱基上去。DNA链上的磷酸二酯键被烷化则形成不稳定的磷酸三酯键，可能在糖与磷酸间发生水解作用，导致DNA链的断裂。,DNA损伤修复和基因突变,5,三、化学因素引起的DNA损伤1.烷化剂对DNA的损伤DNA损,2.碱基类似物对DNA的损伤碱基类似物是一类结构与碱基相似的人工合成的化合物，它们进入细胞以后，便能替代正常的碱基而掺入到DN

4、A链中，干扰了DNA的正常合成。最常见的碱基类似物是5-溴尿嘧啶（5-BU）。,DNA损伤修复和基因突变,6,2.碱基类似物对DNA的损伤DNA损伤修复和基因突变6,第二节 DNA修复,为了保证遗传信息的高度稳定性，生物细胞在进化过程中形成了一系列多步骤的修复机制。目前对DNA损伤和修复的研究还不多，仅限于辐射生物反应方面。,DNA损伤修复和基因突变,7,第二节 DNA修复为了保证遗传信息的高度稳定性，生物细胞在进,一、切除修复,1.碱基切除修复（base excise repair，BER）BER可以去除因脱氨基或碱基丢失，无氧射线辐射或内源性物质引起的环氮类的甲基化等因素产生的DNA损伤。

5、BER是维持DNA稳定的重要修复方式，其步骤是N-糖苷键水解，从而切除发生变化的碱基。碱基释放过程是由DNA糖苷酶催化的。,DNA损伤修复和基因突变,8,一、切除修复1.碱基切除修复（base excise re,DNA损伤修复和基因突变,9,DNA损伤修复和基因突变9,DNA损伤修复和基因突变,10,DNA损伤修复和基因突变10,2.核苷酸切除修复（nucleotide excise repair,NER）NER可以修复UV照射形成的嘧啶二聚体以外，还能消除体内产生的各种嘌呤和嘧啶加合物。NER的关键特征是对损伤的DNA链的两端进行切割。NER在已研究过的真核生物中都很相似，说明其在进化过程

6、中高度保守。,DNA损伤修复和基因突变,11,2.核苷酸切除修复（nucleotide excise r,DNA损伤修复和基因突变,12,DNA损伤修复和基因突变12,DNA损伤修复和基因突变,13,DNA损伤修复和基因突变13,二、直接（回复）修复,直接修复即简单地把损伤的碱基回复到原来状态的修复，可分为以下几种：1.O6-甲基鸟嘌呤-DNA甲基转移酶直接修复 通过从O6-甲基鸟嘌呤上把甲基直接转移到酶的半胱氨酸残基上来直接回复DNA的损伤。,DNA损伤修复和基因突变,14,二、直接（回复）修复 直接修复即简单地把损伤的碱基回复到,DNA损伤修复和基因突变,15,DNA损伤修复和基因突变15,2.光解酶复活酶学光复活过程是修复UV导致的环丁烷嘧啶二聚体的直接机制，这种修复具有高度的专一性。3.单链断裂修复DNA单链断裂是损伤的一种常见形式，可以通过DNA连接酶的重接而修复。,DNA损伤修复和基因突变,16,2.光解酶复活DNA损伤修复和基因突变16,DNA损伤修复和基因突变培训课件,DNA损伤修复和基因突变,18,DNA损伤修复和基因突变18,DNA损伤修复和基因突变,19,DNA损