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体内DNA损伤的修复机制及其影响

时间:2023-10-22 理论教育 版权反馈
【摘要】:(一)无差错修复通过体内的各种修复机制,使DNA的损伤得到完全恢复。但亲代DNA原来的损伤仍存在。当DNA分子受到大范围严重损伤时,影响到了细胞存活,可诱导细胞产生多种复制酶和蛋白因子,它们对碱基识别能力差,但能催化空缺部位DNA合成,此修复虽有错误,但抢救了细胞生命。凡引起这种遗传性DNA损伤的因素称为突变剂。

体内DNA损伤的修复机制及其影响

(一)无差错修复

通过体内的各种修复机制,使DNA的损伤得到完全恢复。

1.光修复 通过光复活酶的催化,使嘧啶二聚体解离而修复。此酶需300~600 nm波长照射激活,人体仅在淋巴细胞和成纤维细胞中发现,故称为非重要修复方式。如遗传缺陷此酶,便会产生“着色性干皮病”,患者对日光和紫外线非常敏感,容易发生皮肤癌

2.切除修复 亦称暗修复,是人体重要的修复方式,核酸内切酶先特异识别并结合于损伤部位,在其5′端切断磷酸二酯键,DNA polI在切口的3′端,以完整的互补链为模板,按5′→3′方向合成DNA链进行修补。同时在切口5′端,发挥其5′→3′外切酶作用,切除包括损伤部位在内的一小段DNA。最后由DNA连接酶把新合成的修补片段和原来的DNA断裂处连接起来(图21-10)。

图21-10 切除修复

(二)有差错修复

通过修复后仍有DNA碱基序列差错。(www.xing528.com)

1.重组修复 又称复制后修复,损伤的DNA先进行复制,结果无损伤DNA的单链复制成正常DNA双链,有损伤DNA单链由于损伤部位不能被复制,出现有一条链带缺口的DNA双链。通过分子重组,把定位于亲代单链的缺口相应顺序转移、重组到该缺口处填补。亲代链中的新缺口因为互补链是正常的,可由DNA polI修复,连接酶连接。但亲代DNA原来的损伤仍存在(图21-11)。如此代代复制,该损伤链逐代被“稀释”。

图21-11 重组修复

1.img示损伤部位,虚线箭头示片段交换;2.重组后,损伤链有缺陷单链,健康链带缺口;3.粗短线代表健康链复制复原

2.SOS(save our souls)修复 SOS是国际海难信号,这一命名表示这仅是一类应急性的修复方式。当DNA分子受到大范围严重损伤时,影响到了细胞存活,可诱导细胞产生多种复制酶和蛋白因子,它们对碱基识别能力差,但能催化空缺部位DNA合成,此修复虽有错误,但抢救了细胞生命。

如果DNA的损伤不是致死性的,而又未得到修复或者难以完全修复,结构异常的DNA通过复制把变异遗传到子代,造成子代生物性状改变,称为基因突变(gene mutation)。凡引起这种遗传性DNA损伤的因素称为突变剂(mutagen)。由突变剂引发的基因突变叫诱发突变(induced mutation),反之,为自发突变(spontaneousmutation)。

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