DNA的损伤与修复

分子生物学DNA的损伤与修复思维导图，概括了DNA损伤的修复、 损伤跨越、DNA损伤的产生、基因的突变等知识点。

DNA的损伤与修复

• DNA损伤的产生
  • 在内外因素作用下 DNA共价结构的改变
    • DNA分子的自发性损伤
      • 互变异构移位
        • 碱基发生烯醇式-酮式结构互变 使氢原子位置变化，复制后的子链发生错误
      • 自发脱氨基
        • 碱基的环外氨基自发脱落 使C变为U，A变为I，G变为X
      • DNA复制的打滑
        • 模板链或新生链碱基的环出现象 被称为DNA聚合酶的打滑
      • 活性氧引起的DNA损伤
        • 含氧自由基和过氧化氢可造成碱基氧化
      • 碱基丢失
      • 碱基的烷基化
    • 物理因素引起的DNA损伤
      • 大剂量的紫外线（UV）辐射会形成环丁烷嘧啶二聚体 T-T，C-C，C-T，6-4光产物
        • 反应可逆 长波长形成 短波长解聚
      • 电离辐射如X射线和g射线等
        • 可引起DNA的直接损伤和间接损伤
        • 单链或双链断裂
        • DNA的交联
    • 化学因素引起的DNA损伤
      • 诱变剂
        • 碱基类似物
          • 5-溴尿嘧啶（5-BU）A-TÞG-C
          • 2-氨基嘌呤（AP）A-TÞG-C
        • 碱基的修饰剂
          • 羟胺（NH2OH）只与胞嘧啶作用G-CÞA-T
          • 烷化剂使碱基上的氮原子烷基化G-CÞA-T
        • 嵌入染料
          • 溴化乙锭（EB）
    • 生物因素引起的DNA损伤
      • DAN病毒
      • 真菌代谢物
      • 寄生虫感染
    • 环境诱变剂
• 基因的突变
  • DNA碱基序列的变化
    • 点突变
      • 沉默突变或同义突变
        • 影响基因表达效率，转录产物的稳定性及加工
      • 错义突变
        • 中性突变
          • 同性氨基酸未引起表型变化
        • 条件突变体
          • 非同性氨基酸引起表型变化
      • 无义突变
        • 琥珀型
        • 赭石型
        • 乳白石型
        • 终止密码子
      • 通读突变
        • 肽链加长
    • 移码突变
      • 蛋白质的编码区缺失或插入一个或多个核苷酸且不是3的整数倍 造成阅读框架的改变
    • 隐性突变
    • 显性突变
  • 突变的回复和校正
    • 正向突变和回复突变
      • 野生型Þ突变型 突变型Þ野生型
    • 校正突变
      • 发生在另一位点上 且能够中和或抵消起始突变的二次突变
        • 基因内校正
          • 两次突变一般为同一种类型
        • 基因间校正
          • 错义突变的校正
            • 校正tRNA
            • 氨基酸残基变化
          • 无义突变的校正
            • tRNA的反密码子
          • 移码突变的校正
            • 4核苷酸反密码子
            • 特定核糖体蛋白质突变形成反方向移框
  • 诱变剂和致癌剂的检测
    • Ames实验
    • 大肠杆菌的SOS反应
• 损伤跨越
  • 易错修复
    • 重组跨越 重组修复
      • 对DNA模版的交换，跨越模板链上受损部位 在新和成的链上回复正常的核苷酸序列
    • 跨越合成
      • 用可以进行跨越合成的DNApol取代复制酶 在损伤部位随机插入核苷酸合成错配率较高的DNA 再用其他机制进行修复
• DNA损伤的修复
  • 直接修复 损伤逆转
    • 嘧啶二聚体
      • 直接修复
        • DNA光复活酶 DNA光裂解酶
    • 烷基化甲基
      • 烷基转移酶
        • 6-甲基鸟嘌呤转移酶I MGMT-I
        • 6-甲基鸟嘌呤转移酶II MGMT-II
    • 单链断裂
      • DNA连接酶
  • 碱基切除修复 BER
    • DNA糖苷酶催化碱基切除
    • AP内切酶催化修复合成
      • 短修补途经
      • 长修补途径
  • 核苷酸切除修复 NER
    • 嘧啶二聚体
    • 由ROS造成的碱基氧化性损伤
    • 全基因组NER GGR 转录偶联NER TCR
  • 错配修复 MMR
    • 纠正双螺旋上的错配碱基对
    • 因复制打滑而产生的小于4nt的插入或缺失 IDL
    • 甲基化导向错配修复
  • 双链断裂的修复 DSBR
    • 同源重组 HR
    • 非同源末端连接 NHEJ
• 哺乳动物无这种酶
• 颠换
  • 嘌呤和嘧啶之间的转换
• 转换
  • 嘌呤或嘧啶之间的转换