常见的医学分子生物学-上课用-11.DNA损伤修复和基因突变.ppt

* 保证遗传稳定性的机制 受环境理化因素或生物学因素的影响，DNA序列会发生改变，包括碱基的变化、链的断裂、交联等，通过一定的修复机制对损伤DNA进行校正，保证遗传信息的稳定。 * The 3’?5’ exonuclease proofreading activity of DNA pol. DNA聚合酶的3’?5’ 的外切核酸酶活力保证校正 The AP endonuclease repair system AP核酸内切酶修复系统；Mismatch Repair：错配修复 Exision Repair 切除修复；Photoreactivation or light repair 光复活或者光修复；SOS rESPONSE-SOS应答；Recombination Repair ：重组修复 避免差错的修复：修复的过程不带来基因突变。 * 一些蛋白质可以识别和修复某种损伤的核苷酸和错配的碱基，这些蛋白可以连续监测DNA。胸腺嘧啶二聚体就可以通过直接修复机制修复。胸腺嘧啶二聚体是紫外线辐射造成的。在所有原核生物和真核生物中都存在一种光激活酶（photoreactivating enzyme），在可见光存在下，这种酶可以结合胸腺嘧啶二聚体引起的扭曲双螺旋部位，催化两个胸腺嘧啶碱基再生，正常的A-T碱基对重新形成，然后光复活酶从已修复好的DNA上脱落 。 光复活酶通过生色基团（N，N-二甲基四氢叶酸）吸收光能，将能量传递给黄素腺嘌呤二核苷酸（FAD），还原型黄素腺嘌呤二核苷酸通过电子转移引发二聚体的裂解。 * O6-甲基鸟嘌呤甲基转移酶可直接修复烷基化造成的DNA损伤：O6-甲基鸟嘌呤甲基转移酶（MGMT）可以防止烷化剂所致的死亡和突变效应。 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直接恢复DNA损伤。反应完成后酶失活。 * 是DNA损伤最普遍的修复方式，对于多种损伤包括碱基脱落形成的无碱基位点，嘧啶二聚体，碱基烷基化，单链断裂都能修复，此方式普遍存在所有的生物中，也是人体主要的DNA损伤修复方式。 * DNA polⅠ和DNA polⅢ在复制过程中对dTTP和dUTP的分辨能力很差，so有少量的dUTP可能掺入到DNA分子中。大肠杆菌有dUTPase，它能使dUTP变为dUMP，但效率很低，不能完全避免dUTP的掺入；此外胞嘧啶脱氨基后可形成尿嘧啶。对于出现的U，细胞中的尿嘧啶N-糖苷酶可以把它除去。 * N-糖苷酶有很多种：大肠杆菌的3-甲基腺嘌呤-DNA糖苷酶Ⅱ是一种诱导酶(与SOS无关)，对于7-甲基鸟嘌呤、3-甲基鸟嘌呤和7-甲基腺嘌呤都有作用。 * Nucleotide Excision Repair (in E.coli) 核苷切除修复： UvrB和UvrA扫描DNA ，寻找扭曲。 UvrA离开复合体， UvrB在扭曲附近将DNA局部变形。 UvrB和UvrC形成复合体，在损伤的5’侧和3’侧产生切口。DNA解旋酶UvrD将单链片段从双螺旋上释放出来，DNA聚合酶1填补缺口。 核苷酸发生损伤，导致双链之间无法形成氢键，则由核苷酸切除修复负责修复。 先由DNA切割酶在损伤的核苷酸的５’和３’位分别切开磷酸核苷键，产生一个由若干个核苷酸组成的小片段，移去小片段之后，由DNA聚合酶Ⅰ或ε合成新的片段，并由DNA连接酶完成连接。 * 着色性干皮病(xeroderma pigmentosis，XP) 切除修复缺陷的遗传病 XP病人细胞对嘧啶二聚体和烷基化的清除能力降低，不能修复紫外线照射引起的DNA损伤，表现为皮肤光敏和早发性肉瘤。 * Miroslav Radman首先在切除修复缺陷型菌株中发现的。主要是修复uvr系统未彻底清除的T-T dimer，使细菌在依赖切除修复消除所有的二聚体之前便能出现正常复制的细胞。复制后修复（post-replication repair） 重组修复机制缺陷，有可能导致癌症。 例如，妇女的Brca 1和Brca 2两个基因如果有缺陷，80％的概率可能会发生乳腺癌。 实验表明，这两个基因编码的蛋白质BRCA1和BRCA2可以与重组蛋白Rad 51相作用，很可能是参与重组修复过程。 RecA具有催化DNA分子之间的同源联会和交换单链的功能。具有单链结合活性、重组活性、蛋白酶活性。 RecB、C、D是外切核酸酶Ⅴ的亚基 * Mismatch repair system 错配修复系统； dam基因是一个增变基因，编码腺嘌呤甲基化酶，失去甲基化能力的细菌更容易发生突变； Dam methylase 甲基化酶 dam基因表达DNA腺嘌呤甲