DNA损伤与修复

第四节DNA损伤与修复突变(mutation)：是指遗传物质结构改变而引起的遗传信息的改变，也称为DNA损伤(DNAdamage)。从分子水平来看，突变就是DNA分子上碱基的改变。一、突变的意义(一)突变是进化、分化的分子基础•进化过程是突变的不断发生所造成的。没有突变就没有今天的五彩缤纷的世界。遗传学家认为：没有突变就不会有遗传学。•大量的突变都属于由遗传过程自然发生的，叫自发突变或自然突变（spontaneousmutation）。(二)突变导致基因型改变•这种突变只有基因型的改变，而没有可察觉的表型改变。•多态性(polymophism)：是用来描述个体之间的基因型差别现象。利用DNA多态性分析技术，可识别个体差异和种、株间差异。(三)突变导致死亡•突变发生在对生命至关重要的基因上，可导致个体或细胞的死亡。(四)突变是某些疾病的发病基础•包括遗传病、肿瘤及有遗传倾向的病。有些已知其遗传缺陷所在。但大多数尚在研究中。二、引发突变的因素•大量的突变属自发突变，发生频率为10-9。•用生活环境中导致突变的因素，在实验室可以诱发突变，称为诱变，导致突变的因素称为诱变剂。主要有物理和化学因素。物理因素：紫外线和各种辐射NNOOCH3RPNNOOCH3RNNOOCH3RPNNORUVOCH3胸嘧啶二聚体(TT))化学因素：常见的化学诱变剂化合物类别分子改变碱基类似物(如：5-BU)A→5-BU→G羟胺类(NH2OH)T→C亚硝酸盐(NO2-)C→U烷化剂(如：氮芥类)G→mG三、突变的类型(一)点突变(pointmutation)——指DNA分子上一个碱基的变异（置换）。1.转换(transition)：发生在同型碱基之间的置换2.颠换(transversion)：发生在异型碱基之间的置换镰形红细胞贫血病人的Hb(HbS)与正常成人的Hb(HbA)比较HbSHbA基因模板链CACCTCmRNAGUGGAG肽链第6位氨基酸ValGlu镰形红细胞贫血病人Hb(HbS)β亚基N-val·his·leu·thr·pro·val·glu······C肽链CACGTG基因正常成人Hb(HbA)β亚基N-val·his·leu·thr·pro·glu·glu······C肽链CTCGAG基因(二)缺失(deletion)和插入(insertion)1.缺失：一个碱基或一段核苷酸链从DNA大分子上消失2.插入：DNA大分子上多了一个碱基或一段核苷酸链框移突变(frame-shiftmutation):缺失和插入引起的三联体密码的阅读方式改变，造成蛋白质氨基酸排列顺序发生改变。正常5´……GCAGUACAUGUC……丙缬组缬缺失C5´……GAGUACAUGUC……谷酪蛋丝(三)重排(rearrangement)——DNA分子内发生较大片段的交换，也称为重组。移位的DNA可以在新位点上颠倒方向反置（倒位），也可以在染色体之间发生交换重组。重排由基因重排引起的两种地中海贫血基因型四、DNA的损伤和修复修复(repairing)：是指针对已发生的缺陷而进行的补救机制。(一)光修复(lightrepairing)NNOOCH3RPNNOOCH3RNNOOCH3RPNNORUVOCH3胸嘧啶二聚体(TT))(二)切除修复(excissionrepairing)是细胞内最重要和有效的修复机制，主要由DNA-polⅠ和连接酶完成。着色性干皮病（xerodermapigmentosis，XP）是一种切除修复有缺陷的遗传性疾病。在研究其发病机制时，发现一些相关的基因，称为XPA、XPB、XPC等。这些基因的表达产物与Uvr类蛋白有同源序列，也是起辨认和切除损伤DNA作用的。XP病人是由于XP基因有缺陷，不能修复紫外线照射引起的DNA损伤，因此易发生皮肤癌。(三)重组修复(recombinationrepairing)(四)SOS修复当DNA损伤广泛难以继续复制时，应急而诱发产生的一系列复杂的修复反应。各种与修复有关的基因，组成一个称为调节子(regulon)的网络式调控系统。这种修复使DNA保留的错误较多，会引起较广泛、长期的突变。•思考题•何为生物遗传的中心法则？请写出信息传递方向式。•参与真核生物DNA复制的主要酶类及蛋白因子有哪些？各有何主要生理功用？•试说明真核生物DNA复制的过程。•试比较原核及真核生物DNA复制的异同点。•何为逆转录？写出主要反应过程。•试说明核苷酸切除修复的主要过程。•试说明基因突变的主要类型。