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第四节 DNA损伤与修复
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的遗传信息的改变,也称为DNA损伤 (DNA damage)。
突变 (mutation): 是指遗传物质结构改变而引起 的遗传信息的改变,也称为DNA损伤 (DNA damage)。 从分子水平来看,突变就是DNA 分子上碱基的改变。
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一、突变的意义 (一) 突变是进化、分化的分子基础 进化过程是突变的不断发生所造成的。没
有突变就没有今天的五彩缤纷的世界。遗传 学家认为:没有突变就不会有遗传学。 大量的突变都属于由遗传过程自然发生的,叫自发突变或自然突变(spontaneous mutation)。
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多态性 (polymophism):是用来描述个体
(二) 突变导致基因型改变 这种突变只有基因型的改变,而没有可察 觉的表型改变。 多态性 (polymophism):是用来描述个体 之间的基因型差别现象。利用DNA多态性 分析技术,可识别个体差异和种、株间差 异。
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(三) 突变导致死亡 (四) 突变是某些疾病的发病基础 突变发生在对生命至关重要的基因上,可 导致个体或细胞的死亡。
包括遗传病、肿瘤及有遗传倾向的病。有 些已知其遗传缺陷所在。但大多数尚在研 究中。
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二、引发突变的因素 大量的突变属自发突变,发生频率 用生活环境中导致突变的因素,在实 为10-9。 验室可以诱发突变,称为诱变,导致
突变的因素称为诱变剂。主要有物理 和化学因素。
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物理因素:紫外线和各种辐射
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化学因素: 常见的化学诱变剂 化合物类别 分子改变 碱基类似物 (如:5-BU) A→5-BU →G 羟胺类 (NH2OH) T →C
亚硝酸盐 (NO2-) C →U 烷化剂 (如:氮芥类) G →mG
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三、突变的类型 (一)点突变 (point mutation) ——指DNA分子上一个碱基的变异(置换)。 发生在同型碱基之间的置换
1. 转换 (transition): 发生在同型碱基之间的置换 2. 颠换 (transversion): 发生在异型碱基之间的置换
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镰形红细胞贫血病人的Hb (HbS) 与正常成人的Hb (HbA)比较 HbS HbA 基因模板链 CAC CTC mRNA GUG GAG 肽链第6位氨基酸 Val Glu
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(二)缺失(deletion)和插入(insertion)
1. 缺失:一个碱基或一段核苷酸链从 DNA大分子上消失 2. 插入: DNA大分子上多了一个碱 基或一段核苷酸链
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缺失和插入引起的三联体密码的阅读方 框移突变 (frame-shift mutation): 式改变,造成蛋白质氨基酸排列顺序发生改 变。
正常 5´… …GCA GUA CAU GUC … … 丙 缬 组 缬 缺失C 5´… …GAG UAC AUG UC … … 谷 酪 蛋 丝
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——DNA分子内发生较大片段的交换,也称为重组。
(三)重排(rearrangement) ——DNA分子内发生较大片段的交换,也称为重组。 移位的DNA可以在新位点上颠倒 方向反置(倒位),也可以在染色体 之间发生交换重组。
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修复 (repairing):是指针对已发
四、DNA的损伤和修复 修复 (repairing):是指针对已发 生的缺陷而进行的补救机制。
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(一)光修复 (light repairing)
光修复酶
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(二)切除修复 (excission repairing)
DNA聚合酶I DNA连接酶 ATP
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(xeroderma pigmentosis,XP)
着色性干皮病 (xeroderma pigmentosis,XP) 是一种切除修复有缺陷的遗传性疾病。 在研究其发病机制时,发现一些相关的基 因,称为XPA、XPB、XPC等。这些基因 的表达产物与Uvr类蛋白有同源序列,也是 起辨认和切除损伤DNA作用的。XP病人是 由于XP基因有缺陷,不能修复紫外线照射 引起的DNA损伤,因此易发生皮肤癌。
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(三)重组修复 (recombination repairing)
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当DNA损伤广泛难以继续复制 时,应急而诱发产生的一系列复杂 的修复反应。 各种与修复有关的基因,组成一
(四)SOS修复 当DNA损伤广泛难以继续复制 时,应急而诱发产生的一系列复杂 的修复反应。 各种与修复有关的基因,组成一 个称为调节子(regulon)的网络式调控 系统。 这种修复使DNA保留的错误较多, 会引起较广泛、长期的突变。
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