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基础医学理论综合指导:DNA的损伤及修复

中华考试网   2017-07-27   【

  DNA损伤修复机制

  DNA损伤修复(repair of DNA damage)在多种酶的作用下,生物细胞内的DNA分子受到损伤以后恢复结构的现象。 DNA损伤修复的研究有助于了解基因突变的机制,衰老和癌变的原因,还可应用于环境致癌因子的检测。

  1、光复活修复机制

  紫外线可造成彼此相邻的嘧啶碱基形成二聚体(嘧啶二聚体会减弱了双链之间氢键作用,引起了DNA变形。如果生物体内修复系统失灵,则细胞走向死亡),该二聚体可被一种光裂解酶打开,恢复到正常碱基状态。

  2、切除修复

  (1)切除修复:切除修复是在DNA内切酶,DNA外切酶,DNA连接酶等共同作用下,将DNA分子受损伤部分切除,并以完整的一条链为模板,合成切除的部分使DNA恢复到正常结构的过程。

  (2)DNA糖苷酶修复及AP核酸酶修复途径:自然状态下,DNA双链上的碱基特别是鸟嘌呤可发生自然脱落(37℃,20h一个哺乳动物细胞可自发脱鸟嘌呤10000个)若经诱变损伤更多。经糖苷酶作用产生大量AP位点(即无嘌呤或无嘧啶位点),AP核酸内切酶可识别细胞内AP位点,切开AP位点附近DNA链,然后在DNA外切酶、DNA聚合酶和DNA连接酶作用下完成修复。

  3、错配修复

  错配修复系统(DNA mismatch repair system,MMR)在DNA重组过程中对于杂种DNA错配碱基的修复和由此产生的基因转换发挥一定作用。

  参与错配修复的蛋白主要有两种功能:区分两条链和进行修复过程。 发生错配后,若新合成的链被修复,基因编码信息可得到恢复,若模板链被修复,突变则被固定。

  Dam甲基化酶可使DNA的GATC序列中A的6号位上N甲基化。复制后DNA在半分钟内位半甲基化的GATC序列,一旦发现错配基因,立即切除,再以甲基化的连为模板复制。

  4、重组修复系统

  重组修复(recombinational repair)为一种复制后修复,此过程必须依赖重组后的过程,原DNA损伤可能永远从在于子代细胞病遗传下去,也可能被其他机制修复。

  在某些情况下没有互补链可以利用,如DNA复制过程时两条链已经分开后发生DNA损伤,采用重组修复。

  5、SOS修复

  又称紧急修复或差错倾向性修复,是细胞的DNA受到大规模损伤,严重影响其生存,在其他修复难以见效的情况下,被诱发出的一种高效修复系统,以损失一定的保真性,可以修复其他修复系统难以完成的修复DNA损伤,但保真性较差,是一种差错倾向性修复。

  可以看成是生物体为了维持其生命延续,不得已采取的以牺牲遗传物质忠实性为代价的“保命”措施。

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