第五章 DNA损伤（突变）与修复

第五章 DNA损伤（突变）与修复的思维导图，从概述、DNA的损伤、切补修复、SOS修复、重组修复、光复活、错配修复过程几个方面作了梳理。

第五章 DNA损伤（突变）与修复

• 概述
  • 大多数DNA损伤可以被修复；
  • 而其它生物大分子损伤后则被降解；
• DNA的损伤
  • 碱基的脱落
  • 碱基或核苷的改变
  • 错配碱基
  • 碱基的缺失或插入
  • 嘧啶碱基的二聚化
  • 链的断裂
  • 3`-脱氧核糖片段
  • DNA链的交联
• 切补修复
  • 碱基切除
    • 糖基化酶系统（glycosylases）：只识别和切除有异常的碱基，并水解除去。
  • 核苷酸切除
    • uvrABC 系统（被切除的不是单个碱基，而是一段核苷酸）
• SOS修复
  • SOS修复是在DNA被损伤的范围较大，复制受到抑制时出现的一种修复功能。是一种倾向差错的修复过程，是牺牲复制准确性，换取细胞生存的DNA修复 系统。
  • SOS修复的机制
    • 当细胞未受损伤时，LexA作为阻遏物使18个与 DNA损伤修复有关的基因处于关闭状态。SOS box: 5'-CTG--10 bases--CAG-3'
    • 当细胞受损伤时，形成ssDNA，RecA与ssDNA形 成复合物，激活RecA的蛋白酶活性，将LexA切开， 使与SOS修复有关的基因表达。
    • umuC、D基因产物形成UmuD’2C复合体，称DNA 聚合酶V，负责形成新的DNA代替损伤部位。该酶 无校读活性，是倾向差错的。（紫外线诱变机制）
    • ssDNA消失， RecA丧失蛋白酶活性，合成的 LexA重新结合，关闭SOS修复。
• 重 组 修 复
  • 特点
    • 利用含有正常拷贝的第二个DNA分子进行重组修复。
    • 这种修复涉及的DNA损伤部位较大，来不及修复就进行复制，需要DNA复制后进行切除修复
• 光 复 活
  • 光复活是指光诱导后使损伤的DNA修复。
  • 细菌经紫外线照射后，再放在可见光下，存活率大大提高，并且突变频率降低。
  • 在许多生物，如酵母菌、原生动物、藻类、动植物中均存在这种修复机制。
• 错配修复过程
  • 母链和子链的识别。DNA腺嘌呤甲基化酶使GATC中的A甲基化，为母链。
  • mutHLS复合体与错配位点及最近的甲基化的GATC结合。
  • 在新合成的链上形成两个缺口，错配链被移走。
  • DNA上的缺口由 DNA polymerase I 和ligase填补。
• 原因
  • 一方面，细胞内DNA分子的拷贝数少：必须修复
  • 另一方面，DNA的结构决定其容易修复：可以修复