生物化学-核酸合成剖析.ppt

六、DNA的损伤与修复 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）。 常见的DNA的损伤包括碱基脱落、碱基修饰、交联，链的断裂，重组等。 二、突变的意义 （一）突变是进化、分化的分子基础 （二）突变导致基因型改变 （三）突变导致死亡 （四）突变是某些疾病的发病基础 三、引起突变的因素： 1．自发因素： (1)自发脱碱基 (2)自发脱氨基 (3)复制错配 2．物理因素： 由紫外线、电离辐射、X射线等引起的DNA损伤。其中，X射线和电离辐射常常引起DNA链的断裂，而紫外线常常引起嘧啶二聚体的形成，如TT，TC，CC等二聚体。这些嘧啶二聚体由于形成了共价键连接的环丁烷结构，因而会引起复制障碍。 3．化学因素： (1) 脱氨剂：如亚硝酸与亚硝酸盐，可加速C脱氨基生成U，A脱氨基生成H。 (2) 烷基化剂：这是一类带有活性烷基的化合物，可提供甲基或其他烷基，引起碱基或磷酸基的烷基化，甚至可引起邻近碱基的交联。 (3) DNA加合剂：如苯并芘，在体内代谢后生成四羟苯并芘，与嘌呤共价结合引起损伤。 (4) 碱基类似物 (5) 断链剂 （二）DNA损伤修复的类型： 直接修复 取代修复 光复活 转甲基作用 直接连接 切除修复 重组修复 SOS修复 无差错修复 有差错倾向修复 （一）直接修复： 1．光复活 光复活能够修复任何嘧啶二聚体的损伤。 2．转甲基作用 在转甲基酶的催化下，将DNA上的被修饰的甲基去除。此时，转甲基酶自身被甲基化而失活。 3．直接连接 DNA断裂形成的缺口，可以在DNA连接酶的催化下，直接进行连接而封闭缺口。 （二）取代修复： 1．切除修复 由两种不同的酶来发动，一种是核酸内切酶，另一种是DNA糖苷酶。 2．重组修复 这是DNA的复制过程中所采用的一种有差错的修复方式。 3．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出现的修复机制，以SOS借喻细胞处于危急状态。 二、RNA的生物合成 在生物界，RNA合成有两种方式：一是DNA指导的RNA合成，此为生物体内的主要合成方式。另一种是RNA指导的RNA合成，此种方式常见于病毒。转录产生的初级转录本是RNA前体（RNA precursor），需经加工过程（processing）方具有生物学活性。 一、RNA的转录的特点 反应体系：DNA模板,NTP,酶，Mg2+,Mn2+，合成方向 5→3。连接方式-- 3 , 5磷酸二酯键。 转录特点：不对称转录--DNA片段转录时，双链DNA中只有一条链作为转录的模板，这种转录方式称作不对称转录。 模板链(template strand)及反意义链(antisense strand):指导RNA合成的DNA链为模板链，又称反意义链。编码链(coding strand)及有意义链(sense strand)：不作为转录的另一条DNA链为编码链，又称有意义链。由于基因分布于不同的DNA单链中，即某条DNA单链对某个基因是模板链，而对另一个基因则是编码链。 原料：四种磷酸核苷NTP,DNA中的T在RNA合成中变为U 合成过程:连续， 方向：5‘→3’从头合成,5′—末端的起始核苷酸常为GTP或ATP 二、RNA转录合成的基本过程 1、识别 原核生物RNA聚合酶中的σ因子识别转录起始点，并促使核心酶结合形成全酶复合物。 被辨认的区段就是位于转录起始点-35区的TTGACA序列。 酶与该区结合后，即滑动至-10区的TATAATG序列（Pribnow盒） ，并启动转录。 真核生物的转录起始较为复杂。目前已知RNA聚合酶Ⅱ至少有六种不同的蛋白因子参与转录复合体的形成。这些蛋白因子被称为转录因子（transcriptional factor, TF)。 转录因子 功 能 TFⅡA TFⅡB TFⅡD TFⅡE TFⅡF 稳定TFⅡD结合 促进pol Ⅱ结合 辨认TATA盒 ATPase 解旋酶 真核生物RNA聚合酶Ⅱ转录因子及其功能 2、起始 RNA聚合酶全酶促使局部双链解开，并催化ATP或GTP与另外一个三磷酸核苷聚合，形成第一个3,5-磷酸二酯键。 3、延长 σ因子从全酶上脱离，余下的核心酶继续沿DNA链移动，按照碱基互补原则，不断聚合RNA。 4、终止 RNA转录合成的终止机制有两种： 1）自动终止：模板DNA链在接近转录终止点处存在相连的富含GC和AT的区域，使RNA转录产物形成寡聚U及发夹形的二级结构，引起RNA聚合酶变构及移动停止，导致RNA转录的终止。 2）依赖辅助因子的终止： 由终止因子(ρ因子)识