DNA_修复__Repair刘章锋2009061726.pptVIP

2.5 DNA的修复 本节主要内容： 1.错配修复 2.切除修复 3.重组修复 4.DNA的直接修复 5.SOS系统 DNA存储着生物体赖以生存和繁衍的遗传信息，维护DNA分子的完整性对细胞至关紧要； 修复DNA损伤的能力是生物能保持遗传稳定性所在； DNA分子的变化并不是全部都能被修复成原样的，因此生物才会有变异、有进化。 DNA损伤修复的重要性 一、DNA的损伤（突变） 由自发的或环境的因素引起DNA一级结构的任何异常的改变称为DNA的损伤，也称为突变（mutation）。 （一）引起突变的因素： 1．自发因素：(1)自发脱碱基：每日可达近万个核苷酸残基。 (2)自发脱氨基：每日可达几十到几百个核苷酸残基。 (3)复制错配：发生频率较低。 2．物理因素：由紫外线、电离辐射等，嘧啶二聚体，引起复制障碍。 3．化学因素：(1)脱氨剂、(2)烷基化剂、(3)DNA加合剂 、(4)碱基类似物 （二）DNA突变的类型： 2.5.1错配修复mismatch repair ：错配修复系统受甲基化的引导 保存母链，修正子链。 DNA腺苷酸甲基化酶(Dam）: DNA中的GATC seq.,为m6A甲基化敏感位点 在DNA复制与子链甲基化间有一段延迟，修复系统寻找错配并对未甲基化的子链进行矫正。 该系统识别母链的依据来自Dam甲基化酶，它能使位于5’GATC序列中腺苷酸的N6位甲基化。一旦复制叉通过复制起始位点，母链就会在开始DNA合成前的几秒种至几分钟内被甲基化。 只要两条DNA链上碱基配对出问题，错配修复系统就会根据“保存母链，修正子链”的原则，找出错误碱基所在的DNA链，并在对应于母链甲基化腺苷酸上游鸟苷酸的5’位置切开子链，再启动特定的修复途径，合成新的子链片段。 * 扫描新生链中错配碱基 识别新生链中非 m6A 的GATC序列 酶切含错配碱基的新生DNA区段 修复过程 昂贵的代价用于保证DNA的准确性 MutL/MutS 扫描识别错配碱基和邻近的GATC序列切点－－甲基化GATC中G的5’侧MutH切开非甲基化的子链 外切核酸酶Ⅰ切割切点的5’端（错配碱基在切点的5’端） ---------Ⅶ---------3’端（----------------3’端） 2.5.2 碱基切除修复（Base-excision repair） 所有细胞中都带有能识别受损核酸位点的不同的糖苷水解酶，能特异性切除受损核苷酸上的N-β-糖苷键，形成去嘌呤或去嘧啶位点，统称为AP位点。 * 1、碱基切除修复：切出小段DNA 的损伤 一些碱基在自发或悠变下会发生脱酰胺，然后改变配对性质，造成氨基转换突变 腺嘌呤变为次黄嘌呤与胞嘧啶配对 鸟嘌呤变为黄嘌呤与胞嘧啶配对 胞嘧啶变为尿嘧啶与腺嘌呤配对 先产生无碱基位点（AP位点），产生单核苷酸切口（AP核酸内切酶），然后磷酸二脂酶除去糖基。 AP endonuclease 2、核苷酸切除修复： 矫正更为严重的损伤 核苷酸切除修复 大肠杆菌短修复：受损核苷酸造成链的扭曲。 1）通过特异的核酸内切酶识别损伤部位 2）由酶的复合物在损伤的两边切除几个核苷酸 3） DNA 聚合酶以母链为模板复制合成新子链 4）DNA连接酶将切口补平 这是一种越过损伤部位进行修复的途径。重组修复（recombinational repair）是对尚未修复的损伤 DNA先复制再修复，又称复制后修复。 以胸腺嘧啶二聚体为例，含有二聚体的DNA仍可进行复制，但复制到二聚体时要暂停一下，然后越过此处障碍，在二聚体的后面又以未知的机制开始复制，这种起始复制可能不需引发。 这样在合成的子链上留下一个大缺口，而其互补链则复制成完整的双链。然后由完整双链中的母链与带缺口的子链发生重组。 2.5.3 重组修复（recombination repair ) 重组修复Recombination Repair 2.5.4 DNA的直接修复（direct repair） 生物体内还存在DNA损伤直接修复而并不需要切除碱基或核苷酸的机制。 DNA光解酶（photolyase）能把在光下或经紫外光照射形成的环丁烷胸腺嘧啶二体及6-4光化物（6-4-photoproduct）还原成为单体。 * 其修复过程为： 光复活酶（photo-lyase)识别嘧啶二聚体并与之结合形成复合物 →在300～600nm可见光照射下，酶获得能量，将嘧啶二聚体的丁酰环打开，使之完全修复 →光复活酶从DNA上解离。 2.5.6 SOS修复： 这是一种在DNA分子受到较大范围损伤并且使复制受到抑制时