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1、DNA损伤、修复和突变DNADamage,RepairandMutation第六章DNA损伤、修复和突变Chapter6DNADamage,RepairandMutation任林柱动物生物技术系吉林大学畜牧兽医学院rodgeren2006@yahoo.com.cnCopyright©2012byRENLINZHU.1Allrightsreserved.DNA损伤、修复和突变DNADamage,RepairandMutation主要内容1概述：损伤的概念、因素及其类型2DNA的修复3基因突变2DNA损伤、修复和突变DNADamage,RepairandMutation1概
2、述：损伤的概念、因素及其类型一、损伤概念及类型•概念DNA损伤指在生物体生命过程中DNA双螺旋结构发生的改变。•类型DNA结构发生的改变主要分为两种：一是单个碱基的改变，二是双螺旋结构的异常扭曲。3DNA损伤、修复和突变DNADamage,RepairandMutation•两类损伤的差异•单个碱基变化改变子代的遗传信息。•双螺旋结构的异常扭曲对DNA复制或转录可产生生理性伤害。例如：紫外线辐射所造成的结构扭曲，引起两个邻近T碱基之间产生共价键，形成链内T二聚体；或者某些原因形成单链缺口、凸起等。4DNA损伤、修复和突变DNADamage,RepairandMutati
3、on二、引起损伤的因素(一)自发性损伤•复制过程中的损伤指碱基配对时产生的误差，经过DNA聚合酶“校正”和单链结合蛋白等综合校对因素作用下仍未被校正的DNA的损伤。引起碱基自发性损伤的因素包括5种：5DNA损伤、修复和突变DNADamage,RepairandMutation突变可通过复制永久性地插入6DNA损伤、修复和突变DNADamage,RepairandMutation（1）碱基之间的互变异构：指DNA分子中的4种碱基自发地使氢原子改变位置，产生互变异构体(烯醇式-酮式)，使碱基配对的方式发生改变，结果复制后的子链上就可能出现错误。AA’可以与C配对，7DNA损
4、伤、修复和突变DNADamage,RepairandMutation（2）碱基脱氨基：是指C、A和G分子结构中都含有环外氨基，氨基有时会自发脱落，结果C变为U，A变为I，G变为黄嘌呤X，当DNA复制时，会在子链中产生错误而导致损伤。AI-----C--+GATGC8DNA损伤、修复和突变DNADamage,RepairandMutation9DNA损伤、修复和突变DNADamage,RepairandMutation（3）碱基丢失：自发性水解可使嘌呤和嘧啶从DNA链的核糖磷酸骨架上脱落下来。一个哺乳类细胞37℃，20h自发脱落嘌呤约1000个、嘧啶约500个；估计一个长
5、寿命的哺乳类细胞（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%。10DNA损伤、修复和突变DNADamage,RepairandMutation水解引起的突变.a.脱氨基产生U;b.G水解产生脱嘌呤的脱氧核糖;c.5-甲基胞嘧啶脱氨基产生T11DNA损伤、修复和突变DNADamage,RepairandMutation（4）活性氧及细胞代谢产物对DNA的损伤：细胞呼吸的副产物O2-、H2O2等会造成DNA损伤，能产生胸腺嘧啶乙二醇、羟甲基尿嘧啶等碱基修饰物，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
6、5万次。此外，体内还可以发生DNA的甲基化，结构的其他变化等，这些损伤的积累可能导致老化。如：8-氧化鸟嘌呤，2-氧化腺嘌呤，5-羟甲基尿嘧啶12胸腺嘧啶胸腺嘧啶乙二醇DNA损伤、修复和突变DNADamage,RepairandMutation13DNA损伤、修复和突变DNADamage,RepairandMutation(5)DNA聚合酶的“打滑”DNA复制时，聚合酶发生“打滑”，引起一个或数个碱基的插入或缺失。14DNA损伤、修复和突变DNADamage,RepairandMutation(二)物理因素引起的损伤(1)紫外线形成嘧啶二聚体相邻的两个T或两个C以及C和
7、T之间均可形成嘧啶二聚体，但最易形成的是TT。形成二聚体的反应可逆。较长的波长(280nm)有利于二聚体的形成，较短波长(240nm)利于其解聚。15DNA损伤、修复和突变DNADamage,RepairandMutation嘧啶二聚体：紫外线引起相邻胸腺嘧啶之间形成环丁烷环。16DNA损伤、修复和突变DNADamage,RepairandMutationT-C>>C-C>T-T>C-TAnotherPhotodamage:asinglecovalentbondbetweenthe6positionofonepyrimidineandth
