genomics课件3

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1、第三章DNA的突变与修复第三章DNA的突变与修复第一节DNA的突变（一）DNA分子的自发性突变（二）物理因素引起的DNA突变（三）化学因素引起的DNA突变（一）DNA分子的自发性突变：1、DNA复制中的错误2、DNA的自发性化学变化①碱基的异构互变②碱基的脱氨基作用③脱嘌呤与脱嘧啶④碱基修饰与链断裂（一）DNA分子的自发性突变1、DNA复制中的错误：确保DNA精确复制的机制DNA的突变（一）DNA分子的自发性突变1、DNA复制中的错误：确保DNA精确复制的机制DNA的突变（一）DNA分子的自发性突变1、DNA复制中

2、的错误：（一）DNA分子的自发性突变2、DNA的自发性化学变化：①碱基的异构互变:互变异构转换酮式-胸腺嘧啶烯醇式-胸腺嘧啶氨基式-腺嘌呤亚氨基式-腺嘌呤酮式-鸟嘌呤烯醇式-鸟嘌呤（一）DNA分子的自发性突变2、DNA的自发性化学变化：②碱基的脱氨基作用：碱基的环外氨基有时会自发脱落，从而胞嘧啶会变成尿嘧啶、腺嘌呤会变成次黄嘌呤（H）、鸟嘌呤会变成黄嘌呤（X）等。胞嘧啶自发脱氨基的频率约为每个细胞每天190个。腺嘌呤次黄嘌呤（一）DNA分子的自发性突变2、DNA的自发性化学变化：③脱嘌呤与脱嘧啶：自发的水解可使嘌呤

3、和嘧啶从DNA链的核糖磷酸骨架上脱落下来。一个哺乳类细胞在37℃条件下，20h内DNA链上自发脱落的嘌呤约1000个、嘧啶约500个；估计一个长寿命不复制繁殖的哺乳类细胞（如神经细胞）在整个生活期间自发脱嘌呤数约为108，这占细胞DNA中总嘌呤数约3%。（一）DNA分子的自发性突变2、DNA的自发性化学变化：④碱基修饰与链断裂：细胞呼吸的副产物O2-、H2O2等会造成DNA突变，能产生胸腺嘧啶乙二醇、羟甲基尿嘧啶等碱基基修饰物，还可能引起DNA单链断裂等损伤，每个哺乳类细胞每天DNA单链断裂发生的频率约为5万次。此

4、外，体内还可以发生DNA的甲基化，结构的其他变化等，这些突变的积累可能导致老化。（二）物理因素引起的DNA突变1、紫外线辐射（UVradiation）2、电离辐射引起的DNA突变①碱基变化②脱氧核糖变化③DNA链断裂④交联3、加热（heat）（二）物理因素引起的DNA突变1、紫外线辐射（UVradiation）引起的DNA分子突变最早就是从研究紫外线的效应开始的。当DNA受到最易被其吸收波长（～260nm）的紫外线照射时，主要是使同一条DNA链上相邻的嘧啶以共价键连成二聚体，相邻的两个T、或两个C、或C与T间都可以

5、环丁基环（cyclobutanering）连成二聚体，其中最容易形成的是TT二聚体.。人皮肤因受紫外线照射而形成二聚体的频率可达每小时5×104/细胞，但只局限在皮肤中，因为紫外线不能穿透皮肤。但微生物受紫外线照射后，就会影响其生存。紫外线照射还能引起DNA链断裂等损伤。1.紫外线辐射（UVradiation）胸腺嘧啶三聚体胸腺嘧啶二聚体光产物（二）物理因素引起的DNA突变、电离辐射引起的DNA突变①碱基变化主要是由OH-自由基引起，包括DNA链上的碱基氧化修饰、过氧化物的形成、碱基环的破坏和脱落等。一般嘧啶比嘌呤

6、更敏感。②脱氧核糖变化脱氧核糖上的每个碳原子和羟基上的氢都能与OH-反应，导致脱氧核糖分解，最后会引起DNA链断裂。（二）物理因素引起的DNA突变、电离辐射引起的DNA突变③DNA链断裂这是电离辐射引起的严重损伤事件，断链数随照射剂量而增加。射线的直接和间接作用都可能使脱氧核糖破坏或磷酸二酯键断开而致DNA链断裂。DNA双链中一条链断裂称单链断裂，DNA双链在同一处或相近处断裂称为双链断裂。虽然单断发生频率为双断的10-20倍，但还比较容易修复；对单倍体细胞（如细菌）一次双断就是致死事件。④交联包括DNA链交联和D

7、NA-蛋白质交联。同一条DNA链上或两条DNA链上的硷基间可以共价键结合，DNA与蛋白质之间也会以共价键相连，组蛋白、染色质中的非组蛋白、调控蛋白、与复制和转录有关的酶都会与DNA共价键连接。这些交联是细胞受电离辐射后在显微镜下看到的染色体畸变的分子基础，会影响细胞的功能和DNA复制。（二）物理因素引起的DNA突变3、加热（heat）：促使核苷酸中连接碱基与糖组分的β-N-糖苷键发生水解断裂。这更常见于嘌呤而非嘧啶，造成一个无嘌呤无嘧啶或无碱基。水解（三）化学因素引起的DNA突变化学因素对DNA损伤的认识最早来自对

8、化学武器杀伤力的研究，以后对癌症化疗、化学致癌作用的研究使人们更重视突变剂或致癌剂对DNA的作用。1、烷化剂：造成点突变，甲基磺酸已酯（EMS）①碱基烷基化②碱基脱落③断链④交联2、嵌入剂（intercalatingagent）：通常与插入有关1、烷化剂：③断链：DNA链的磷酸二酯键上的氧也容易被烷化，结果形成不稳定的磷酸三酯键，易在糖与磷酸间发生水解，使D