第十二章DNA的生物合成-2016.ppt

①首先由核酸酶识别DNA的损伤位点，在损伤部位的5侧切开磷酸二酯键。不同的DNA损伤需要不同的特殊核酸内切酶来识别和切割；②由5→3核酸外切酶将有损伤的DNA片段切除；③在DNA聚合酶的催化下，以完整的互补链为模板，按5→3方向DNA链，填补已切除的空隙；④由DNA连接酶将新合成的DNA片段与原来的DNA断链连接起来。这样完成的修复能使DNA恢复原来的结构。 DNA损伤后重组修复 (三)重组修复(又称复制后修复, recombinational repair) 上述的切除修复在切除损伤段落后是以原来正确的互补 链为模板来合成新的段落而做到修复的。但在某些情况下没 有互补链可以直接利用，例如在DNA复制进行时发生DNA 损伤，此时DNA两条链已经分开，其修复如图示： ①受损伤的DNA链复制时，产生的子 代DNA在损伤的对应部位出现缺口。 ② 另一条母链DNA与有缺口的子链 DNA进行重组交换，将母链DNA上 相应的片段填补子链缺口处，而母 链DNA出现缺口。 ③以另一条子链DNA为模板，经DNA 聚合酶催化合成一新DNA片段填补 母链DNA的缺口，最后由DNA连接 酶连接，完成修补。 受损伤的DNA在进行复制时，跳过损伤部位，在子代DNA链与损伤相对应部位出现缺口。通过分子间重组，从完整的母链上将相应的碱基顺序片段移至子链的缺口处，然后再用合成的多核苷酸来补上母链的空缺，此过程即重复修复。并非完全校正。 (四)SOS修复 “SOS”是国际上通用的紧急呼救信号。SOS修复是指DNA 受到严重损伤、细胞处于危急状态时所诱导的一种DNA修复 方式，修复结果只是能维持基因组的完整性，提高细胞的生 成率，但留下的错误较多，故又称错误倾向修复(error prone repair)，使细胞有较高的突变率。 SOS修复图示于后，当DNA两条链的损伤邻近时，损伤 不能被切除修复或重组修复，这时在核酸内切酶、外切酶的 作用下造成损伤处的DNA链空缺，再由损伤诱导产生的一整 套的特殊DNA聚合酶桽OS修复酶类，催化空缺部位DNA的合 成，这时补上去的核苷酸几乎是随机的，但仍然保持了DNA 双链的完整性，使细胞得以生存。但这种修复带给细胞很高 的突变率。 SOS修复 应该说目前对真核细胞的DNA修复的反应类型、参与 修复的酶类和修复机制了解还不多，但DNA损伤修复与突 变、寿命、衰老、肿瘤发生、辐射效应、某些毒物的作用 都有密切的关系。人类遗传性疾病已发现4000多种，其中 不少与DNA修复缺陷有关，这些DNA修复缺陷的细胞表现 出对辐射和致癌剂敏感性增加。如着色性干皮病(xeroderma pigmentosum)就是第一个发现的DNA修复缺陷性遗传病， 患者皮肤和眼睛对太阳光特别是紫外线十分敏感，身体暴 光部位的皮肤干燥脱屑、色素沉着、容易发生溃疡、皮肤 癌发病率高，常伴有神经系统障碍，智力低下等，病人的 细胞对嘧啶二聚体和烷基化的清除能力降低。 小 结 环境和生物体内的因素都经常会使DNA的结构发生改变。DNA的复制会发生碱基的配对错误；体内DNA会有自发性结构变化，包括DNA链上的碱基异构互变、脱氨基、碱基修饰、DNA链上的碱基脱落等。外界射线的照射等物理因素，烷化剂、碱基类似物、修饰剂等化学因素都能损伤DNA的结构，变化包括有相邻嘧啶共价二聚体的形成、碱基、脱氧核糖和磷酸基团的烷基化和其它修饰、碱基脱落、DNA单链断裂、双链断裂、DNA链内交联、链间交联、DNA与周围的蛋白质交连等。最后能导致DNA的点突变、DNA核苷酸的缺失、插入或转位、DNA链的断裂等，结果可能影响生物细胞的功能和遗传特性，这些改变可能会导致细胞死亡、也有机会使细胞获得新的功能或进化，也可能细胞只有DNA结构的遗传性改变而没有表型变化，视DNA结构变化的部位、类型和范围不同而异。 小 结 生物在进化过程中获得的DNA修复功能，对生物的生存和维持遗传的稳定性是至关重要的。对有些DNA的损伤，细胞能将其完全修复到原样，如可将嘧啶二聚体切开、DNA单链断裂可重新连接、碱基缺失可再配对插入、加成的烷基可以移除、一条链上的碱基或核苷酸的错误可以切除并依赖互补链作模板而复制重新修复等。对DNA较严重的损伤，细胞可采取重组修复、SOS修复等方式进行反应，以期提高细胞的存活率，但不能完全消除DNA的损伤，会带给细胞较高的突变率。 DNA的损伤和修复与遗传、突变、寿命、衰老、辐射 效应、肿瘤发生、某些毒剂的作用、以及某些遗传性疾病 等有密切的关系。 小 结 1.说明原核生物中DNA复制和RNA转录有什么不同 2.简述DNA