dna损伤与修复专题知识讲座

1、dna损伤与修复专题知识讲座dna损伤与修复专题知识讲座第1页目标与要求课时：11.掌握：DNA 损伤类型2.掌握：DNA损伤修复方式3.了解：DNA损伤、修复意义4.了解：DNA损伤原因dna损伤与修复专题知识讲座第2页各种体内外原因所造成DNA组成与结构改变称为DNA损伤（DNA damage） 电离辐射可见光氧自由基H+烷化剂复制错误核苷类似物mCdna损伤与修复专题知识讲座第3页DNA损伤DNA Damage第一节dna损伤与修复专题知识讲座第4页一、各种原因经过不一样机制造成DNA损伤（一）体内原因 DNA复制错误 DNA本身不稳定性 机体代谢过程中产生活性氧dna损伤与修复专题知识

2、讲座第5页DNA复制错误：在DNA复制过程中，碱基异构互变、4种dNTP之间浓度不平衡等均可能引发碱基错配DNA复制错配率约1/1010复制错误还表现为片段缺失或插入。尤其是DNA上短片段重复序列，在真核细胞染色体上广泛分布，造成DNA复制系统工作时可能出现“打滑”现象，使得新生成DNA上重复序列拷贝数发生改变。 dna损伤与修复专题知识讲座第6页DNA本身不稳定性 ：DNA结构本身不稳定性是DNA自发性损伤中最频繁和最主要原因。当DNA受热或所处环境pH值发生改变时， DNA分子上连接碱基和核糖之间糖苷键可自发发生水解，造成碱基丢失或脱落，其中以脱嘌呤最为普遍。含有氨基碱基还可能自发脱氨基反

3、应，转变为另一个碱基，即碱基转变，如C转变为U，A转变为I（次黄嘌呤）等。dna损伤与修复专题知识讲座第7页（二）体外原因物理原因化学原因生物原因dna损伤与修复专题知识讲座第8页物理原因：电离辐射、紫外线(ultra violet, UV) UVdna损伤与修复专题知识讲座第9页化学原因：自由基造成DNA损伤碱基类似物造成DNA损伤 碱基修饰剂、烷化剂造成DNA损伤 嵌入性染料造成DNA损伤 dna损伤与修复专题知识讲座第10页 5-BrdU （酮式-A； 烯醇式-G）（碱基类似物） 亚硝酸盐氧化脱氨 （CU）（修饰） 黄曲霉素B （攻击碱基） 吖啶类化合物: 吖啶橙 (嵌入染料)dna损伤

4、与修复专题知识讲座第11页物理和化学原因对DNA损伤 dna损伤与修复专题知识讲座第12页二、DNA损伤有各种类型 碱基脱落碱基结构破坏嘧啶二聚体形成DNA单链或双链断裂DNA交联dna损伤与修复专题知识讲座第13页碱基脱落dna损伤与修复专题知识讲座第14页碱基之间发生错配 ：dna损伤与修复专题知识讲座第15页嘧啶二聚体dna损伤与修复专题知识讲座第16页DNA链发生断裂：dna损伤与修复专题知识讲座第17页DNA损伤可造成碱基置换缺失 插入 链断裂 转换颠换dna损伤与修复专题知识讲座第18页DNA损伤后果信号传导异常长久效应衰老肿瘤疾病DNA 修复机制短期效应异常增生和代谢生理功效紊乱

5、细胞死亡细胞增殖降低基因表示异常基因组不稳定dna损伤与修复专题知识讲座第19页DNA损伤修复The repair of DNA damage第二节dna损伤与修复专题知识讲座第20页常见DNA损伤修复路径 修复路径 修复对象 参加修复酶或蛋白 光复活修复 嘧啶二聚体 光复活酶 碱基切除修复 受损碱基 DNA糖基化酶、无嘌呤嘧啶核酸内切酶 核苷酸切除修复 嘧啶二聚体、DNA螺旋结构改变 大肠杆菌中UvrA、UvrB、UvrC和UvrD，人XP系列蛋白XPA、XPB、XPCXPG等 错配修复 复制或重组中碱基配对错误 大肠杆菌中MutH、MutL、MutS，人MLH1、MSH2、MSH3、MSH

6、6等 重组修复 双链断裂 RecA蛋白、Ku蛋白、DNA-PKcs、XRCC4 损伤跨越修复 大范围损伤或复制中来不及修复损伤 RecA蛋白、LexA蛋白、其它类型DNA聚合酶 dna损伤与修复专题知识讲座第21页一、直接修复 嘧啶二聚体直接修复 烷基化碱基直接修复 无嘌呤位点直接修复 单链断裂直接修复 dna损伤与修复专题知识讲座第22页UVPotolyase（光修复酶）300-600nm嘧啶二聚体直接修复dna损伤与修复专题知识讲座第23页烷基化碱基直接修复dna损伤与修复专题知识讲座第24页二、切除修复是最普遍DNA损伤修复方式 碱基切除修复 核苷酸切除修复 dna损伤与修复专题知识讲座

7、第25页碱基切除修复（base excision repair） dna损伤与修复专题知识讲座第26页核苷酸切除修复 (大肠杆菌)dna损伤与修复专题知识讲座第27页dna损伤与修复专题知识讲座第28页dna损伤与修复专题知识讲座第29页核苷酸切除修复 (基因组修复人)dna损伤与修复专题知识讲座第30页核苷酸切除修复 (转录偶联修复 -人类)dna损伤与修复专题知识讲座第31页dna损伤与修复专题知识讲座第32页着色性干皮病(Xeroderma pigmentosum，XP) 是一个隐性遗传性疾病，有些呈性联遗传。因核酸内切酶异常造成DNA修复障碍所致。临床以光暴露部位色素增加和角化及癌变为

8、特征。 1. 幼年发病，常有家族发病史。2. 面部等暴露部位出现红斑、褐色斑点及斑片，伴毛细血 管扩张，间有色素脱失斑和萎缩或疤痕。皮肤干燥。数年内发生基底细胞癌、鳞癌及恶性黑素瘤。3.皮肤和眼对日光敏感。4.病情随年纪逐步加重，多数患者于20岁前因恶性肿瘤 而死亡。5.组织病理 晚期出现表皮非经典性增生、日光角化及鳞癌和基底细胞癌等恶性肿瘤。dna损伤与修复专题知识讲座第33页着色性干皮病患儿脸部特征dna损伤与修复专题知识讲座第34页着色性干皮病背部 着色性干皮病组织切片dna损伤与修复专题知识讲座第35页着色性干皮病并发症dna损伤与修复专题知识讲座第36页着色性干皮病治疗防止紫外线照射

9、 防止肿瘤致病因子对症治疗dna损伤与修复专题知识讲座第37页碱基错配修复（ mismatch repair）错配是指非Watson-Crick碱基配对。碱基错配修复也可被看作是碱基切除修复一个特殊形式，主要负责纠正： 复制与重组中出现碱基配对错误； 因碱基损伤所致碱基配对错误； 碱基插入； 碱基缺失。 dna损伤与修复专题知识讲座第38页错配修复系统组成:DNA腺嘌呤甲基化酶(m6A甲基化酶)DNA polymerase 填补单链 DNA 缺口Helicase、SSB、核酸外切酶 (和)、连接酶MCE (mismatch correct enzyme) 3 subunits mut H, L

10、, S 扫描新生链中错配碱基识别新生链中非 m6A GATC序列酶切含错配碱基DNA区段dna损伤与修复专题知识讲座第39页错配修复 dna损伤与修复专题知识讲座第40页错配修复dna损伤与修复专题知识讲座第41页MSH（MutS homologs）蛋白与MutL同源MLH和PMS蛋白真核细胞错配修复系统无MutH，也无半甲基化标识母链。错配修复系统利用冈崎片段连接前DNA缺口区分错配碱基所在DNA链。真核细胞核苷酸修复错配系统：dna损伤与修复专题知识讲座第42页三、DNA严重损伤时需要重组修复 同源重组修复 非同源末端连接重组修复 dna损伤与修复专题知识讲座第43页同源重组修复dna损伤与修复专题知识讲座第44页四、一些修复发生在跨越损伤DNA复制事件之后 重组跨越损伤修复 合成跨越损伤修复 dna损伤与修复专题知识讲座第45页SOS修复中LexA-RecA操纵子作用机制 dna损伤与修复专题知识讲座第46页DNA损伤和修复意义The significance of D