损伤和修复课件

损伤和修复损伤和修复1优选损伤和修复优选损伤和修复2第一节DNA损伤

一、DNA损伤因素及机制二、DNA损伤类型第一节DNA损伤32022/12/2142022/12/1342022/12/2152022/12/135一、DNA损伤因素及机制（一）辐射致DNA损伤

●

电离辐射

能直接或间接引起被穿透物质产生电离的粒子或射线（α粒子、β粒子、γ射线、X射线）●非电离辐射

紫外线和能量低于紫外线的所有电磁辐射

一、DNA损伤因素及机制（一）辐射致DNA损伤●非电离辐射62022/12/2172022/12/137电离辐射对机体的作用方式

●直接

指射线将能量直接传递给生物大分子，使物质的原子或分子激发和电离，导致物质结构的破坏●

间接

指辐射先作用于溶剂分子进而产生活性物导致细胞损伤电离辐射对机体的作用方式●直接8电离辐射对DNA的直接和间接损伤电离辐射对DNA的直接和间接损伤9修复(repairing)（一）辐射致DNA损伤一、DNA损伤的修复的机制与DNA损伤修复有关的酶和蛋白质3、错配修复（mismatchrepair，MMR）识别并切除→修复合成并连接原核生物利用甲基化区分oldstrand和newstrand，因此原核细胞中的错配修复也称甲基化指导的错配修复（methyl-directedmismatchrepair）。●嵌入染料插入碱基对中，使DNA两条链错位→损伤发生后，首先由DNA切割酶(excinuclease)在己损伤的核苷酸5’和3’位分别切开磷酸二酯键，利用DNA聚合酶I在切除损伤部位，补上核苷酸DNA与蛋白质以共价键结合碱基切除修复、核苷酸切除修复利用DNA聚合酶I在切除损伤部位，补上核苷酸错配碱基位于切口5’上游端，指射线将能量直接传递给生物大分子，使物质辐射引起的DNA损伤类型

●

碱基脱落

●

碱基破坏

●

嘧啶二聚体形成

●

单链和双链断裂

●

DNA交联等修复(repairing)辐射引起的DNA损伤类型10胸腺嘧啶碱基间形成二聚体胸腺嘧啶碱基间形成二聚体11损伤和修复课件12（二）自由基致DNA损伤

自由基是指能够独立存在，核外带有未配对电子的原子或分子表示方式：在原有原子或分子符号的左上角标记一个圆点“

·

”

●

自由基的来源1.电离辐射通过电离和激发产生

2.代谢产生活性氧（二）自由基致DNA损伤自由基是指能够独立存在，核外带有未13●自由基的作用机制自由基与DNA之间发生化合反应、抽氢作用和加成反应等●自由基的危害

损伤碱基、核糖、磷酸二酯键。●自由基的作用机制自由基与DNA之间发生化合反应、抽氢14（三）化学毒物致DNA损伤

●

碱基类似物与正常碱基类似，导致碱基置换

●

碱基修饰物修饰碱基某些基团，改变配对性质或阻断配对

●

嵌入染料插入碱基对中，使DNA两条链错位→缺失、移码、插入☞

化学毒物（三）化学毒物致DNA损伤●碱基类似物15化学因素目录化学因素目录16物理化学因素对DNA的损伤物理化学因素对DNA的损伤17DNA聚合酶以母链为模板复制合成新子链第三节DNA损伤与修复意义酶从DNA链上解离，DNA恢复正常结构是机体正常细胞针对DNA链上较大损伤的修复过程，它由多种DNA修复酶组成。在单链DNA和ATP存在时，RecA蛋白被激活，表现出水解酶活性，分解LexA阻遏物。切除修复(excisionrepairing)当细菌DNA遭到破坏时，细菌细胞内会启动一个被称为SOS的诱导型DNA修复系统。●DNA交联等利用DNA聚合酶I在切除损伤部位，补上核苷酸3、错配修复（mismatchrepair，MMR）具有蛋白酶活性的RecA蛋白将LexA蛋白切割成没有阻遏作用的和具有与操纵区DNA结合活性的两个片段，导致SOS体系的高效表达，使DNA得以修复。基之间共价结合，形式有TT、CT、CC单链断裂、双链断裂（最严重损伤，不能原位修复，易致畸)原核生物利用甲基化区分oldstrand和newstrand，因此原核细胞中的错配修复也称甲基化指导的错配修复（methyl-directedmismatchrepair）。化学物质诱导(如丝裂霉素)胞嘧啶脱氨基生成尿嘧啶DNA聚合酶以母链为模板复制合成新子链胞嘧啶脱氨基生成尿嘧18如果复制发生就会产生一个突变如果复制发生就会产生一个突变19二、DNA损伤类型1.碱基和糖基破坏●损伤因素酸、热去嘌呤作用、碱基修饰剂、自由基、活性氧、紫外线●损伤类型碱基丢失/插入、碱基置换、DNA片段缺失/插入二、DNA损伤类型1.碱基和糖基破坏●损伤因素酸、热去202.错配●损伤因素

碱基类似物、碱基修饰剂、自发脱氨基●常见错配类型U→T2.错配●损伤因素碱基类似物、碱基修饰剂、自发脱氨基●常213.DNA链断裂

●损伤因素

电离辐射、化学物质诱导

●损伤类型单链断裂、双链断裂（最严重损伤，不能原位修复，易致畸)3.DNA链断裂●损伤因素电离辐射、化学物质诱导224.DNA交联

化学物质诱导(如丝裂霉素)●损伤因素●损伤类型

链内交联同一DNA链上碱基共价结合嘧啶二聚体DNA链上相邻的两个嘧啶碱基之间共价结合，形式有TT、CT、CC链间交联

不同DNA链之间的碱基共价结合DNA-蛋白质交联DNA与蛋白质以共价键结合4.DNA交联化学物质诱导(如丝裂霉素)●损伤因素●损23DNA交联示意图DNA交联示意图24第二节DNA损伤的修复一、DNA损伤的修复的机制二、参与修复的主要基因第二节DNA损伤的修复一、DNA损伤的修复的机制25修复(repairing)是对已发生分子改变的补偿措施，使其回复为原有的天然状态。光修复(lightrepairing)切除修复(excisionrepairing)重组修复(recombinationrepairing)SOS修复

错配修复修复的主要类型一、DNA损伤的修复的机制修复(repairing)光修复(lightrepair26一、DNA损伤的修复的机制光复活酶与DNA链上嘧啶二聚体部位结合↓受波长为260-380nm的近紫外线作用激活使二聚体解聚↓酶从DNA链上解离，DNA恢复正常结构

（一）回复修复●酶学光复活一、DNA损伤的修复的机制光复活酶与DNA链上嘧啶二聚体部位27识别并切除→修复合成并连接（三）化学毒物致DNA损伤当修复完成后，活化信号消失，RecA蛋白回复到非蛋白水解酶的形式，LexA蛋白开始逐步积累，并重新建立起阻遏。DNA聚合酶以母链为模板复制合成新子链碱基丢失/插入、碱基置换、DNA片段缺失/插入识别并切除→修复合成并连接是机体正常细胞针对DNA链上较大损伤的修复过程，它由多种DNA修复酶组成。DNA错配修复是细胞复制后的一种修复机制,具有维持DNA复制保真度,控制基因变异的作用。●O6-甲基鸟嘌呤-DNA的甲基转移当细菌DNA遭到破坏时，细菌细胞内会启动一个被称为SOS的诱导型DNA修复系统。一、DNA损伤因素及机制是机体正常细胞针对DNA链上较大损伤的修复过程，它由多种DNA修复酶组成。甲基化指导的错配修复示意图RecA蛋白：是SOS反应的最初的发动因子。电离辐射对DNA的直接和间接损伤光修复酶(photolyase)

UV识别并切除→修复合成并连接光修复酶(photolyase)28损伤和修复课件29●嘌呤直接插入●O6-甲基鸟嘌呤-DNA的甲基转移●单链重接（单链断裂修复）●嘌呤直接插入302022/12/21312022/12/1331（二）切除修复

●定义

在多种酶的作用下，先将损伤区域切除，然后利用互补链为模板，合成一段正确配对的碱基顺序来修补●切除过程

●切除方式碱基切除修复、核苷酸切除修复识别并切除→修复合成并连接（二）切除修复●定义在多种酶的作用下，先将损伤区322.1碱基切除修复（base-excisionrepair,BER）

所有细胞中都带有能识别受损核酸位点的糖苷水解酶，它能特异性切除受损核苷酸上的N-β－糖苷键，在DNA链上形成去嘌呤或去嘧啶位点（AP位点）。2.1碱基切除修复（base-excisionrepair33DNA分子中一旦产生了AP位点，AP核酸内切酶就会把受损核苷酸的糖苷-磷酸键切开，并移去包括AP位点核苷酸在内的小片段DNA，由DNA聚合酶I合成新的片段，最终由DNA连接酶把两者连成新的被修复的DNA链→碱基切除修复(base-excisionrepair)。DNA分子中一旦产生了AP位点，AP核酸内切酶就会把受损核苷34.糖甘水解酶识别改变了的碱基，把碱基从N-β-糖苷键处切下来，在DNA链上形成去嘌呤或去嘧啶位点，统称为AP位点。.糖甘水解酶识别改变了的碱基，把碱基从N-β-糖苷键处切下来35由AP磷酸内切酶将受损核甘酸的糖苷-磷酸键切开5‘3‘由AP磷酸内切酶将受损核甘酸的糖苷-磷酸键切开5‘3‘36DNA连接酶连接利用DNA聚合酶I在切除损伤部位，补上核苷酸利用DNA聚合酶I在切除损伤部位，补上核苷酸372022/12/21382022/12/13382.2核苷酸切除修复（Nucleotideexcisionrepair,NER）

是机体正常细胞针对DNA链上较大损伤的修复过程，它由多种DNA修复酶组成。

2.2核苷酸切除修复（Nucleotideexcision39DNA聚合酶以母链为模板复制合成新子链利用DNA聚合酶I在切除损伤部位，补上核苷酸与DNA损伤修复有关的酶和蛋白质MutS发现错配碱基电离辐射通过电离和激发产生SOS修复系统受到LexA阻遏蛋白的抑制，平时该蛋白表达水平很低。一、DNA损伤因素及机制切除修复(excisionrepairing)受波长为260-380nm的近紫外线识别并切除→修复合成并连接是DNA修复的一种普遍形式SOS体系的诱导表达过程其实就是LexA阻遏蛋白从这个基因的上游调控区移开的过程。DNA分子中一旦产生了AP位点，AP核酸内切酶就会把受损核苷酸的糖苷-磷酸键切开，并移去包括AP位点核苷酸在内的小片段DNA，由DNA聚合酶I合成新的片段，最终由DNA连接酶把两者连成新的被修复的DNA链→碱基切除修复(base-excisionrepair)。碱基丢失/插入、碱基置换、DNA片段缺失/插入利用DNA聚合酶I在切除损伤部位，补上核苷酸2.2核苷酸切除修复（Nucleotideexcisionrepair,NER）

损伤发生后，首先由DNA切割酶(excinuclease)在己损伤的核苷酸5’和3’位分别切开磷酸二酯键，产生一个由12～13个核苷酸(原核生物)或27～29个核苷酸(人类或其他高等真核生物)的小片段，移去小片段后由DNA聚合酶Ⅰ(原核)或ε（真核)合成新的片段，并由DNA连接酶完成修复中的最后一道工序。DNA聚合酶以母链为模板复制合成新子链2.2核苷酸切除修复40识别损伤部位损伤的两边切除几个核苷酸DNA聚合酶以母链为模板复制合成新子链DNA连接酶将切口补平识别损伤部位损伤的两边切除几个核苷酸DNA聚合酶以母链为模41●

核苷酸切除被切除的不是单个碱基，而是一段寡核苷酸。是细胞内更为重要的一种修复方式

●切除修复的特点是DNA修复的一种普遍形式●核苷酸切除被切除的不是单个碱基，而是一段寡核苷酸。是细胞42（三）重组修复●定义重组酶系将未受损伤的DNA

片段移到损伤部位，提供正确的模板，进行修复●分类

●同源性重组两段双链DNA同源性大于200bp，大肠杆菌及酵母中RecA蛋白、人细胞中Rad51是关键●非同源性重组同源性低，DNA双链断裂的主要修复方式，关键分子是DNA-PK及XRCC4，非精确修复（三）重组修复●定义重组酶系将未受损伤的DNA

片段移到432022/12/21442022/12/1344复制中出现损伤重组修复DNA聚合酶填补缺损复制中出现损伤重组修复DNA聚合酶填补缺损452022/12/21462022/12/13463、错配修复（mismatchrepair，MMR）

DNA错配修复是细胞复制后的一种修复机制,具有维持DNA复制保真度,控制基因变异的作用。错配修复实际上是一种特殊的核苷酸切除修复，它专门用来修复在DNA复制中出现的新合成DNA链上的错配的碱基。但如何避免将DNA链上正确的碱基切除呢？这就需要将oldstrand和newstrand区分开来。3、错配修复（mismatchrepair，MMR）DN47原核生物利用甲基化区分oldstrand和newstrand，因此原核细胞中的错配修复也称甲基化指导的错配修复（methyl-directedmismatchrepair）。原核生物利用甲基化区分oldstrand和newstr48错配修复系统识别母链靠Dam甲基化酶（Dammethylase），它能使位于5’GATC序列中A的N6位甲基化。一旦复制叉通过复制起始位点，母链就会在开始DNA合成前的一小点时间（几秒钟至几分钟）内被甲基化。刚合成的DNA新链上的GATC序列还没有来得及甲基化，而作为模板的oldstrand早已被甲基化了，利用这种差别区分oldstrand和newstrand。

错配修复系统识别母链靠Dam甲基化酶（Dammethyla49此后，一旦发现错配碱基，错配修复系统就会根据“保存母链，修正子链”的原则，找出错误碱基所在的DNA链即将未甲基化的链切除，并以甲基化的链为模板进行修复合成。GATC中A甲基化与否常用来区别新合成的链（未甲基化）和模板链（甲基化）。这一区别很重要此后，一旦发现错配碱基，错配修复系统就会根据“保存母链，修正50错配修复（mismatchrepair）●Dam甲基化酶使母链位于5’GATC序列中腺苷酸甲基化●甲基化紧随在DNA复制之后进行●根据复制叉上DNA甲基化程度，切除尚未甲基化的子链上的错配碱基通过3个蛋白质（MutS、MutH和MutL）校正错配修复（mismatchrepair）●Dam甲基化酶使51

根据母链甲基化原则找出错配碱基的示意图1.MutS发现错配碱基2.在水解ATP的作用下，MutS，MutL与碱基错配点的DNA双链结合3.MutS-MutL在DNA双链上移动，发现甲基化DNA后由MutH切开非甲基化的子链根据母链甲基化原则找出错配碱基的示意图1.MutS发现错52

甲基化指导的错配修复示意图错配碱基位于切口3’下游端，错配碱基位于切口5’上游端，甲基化指导的错配修复示意图错配碱基位于切口3’下游端，错配53（五）SOS修复

●

定义DNA损伤时应急产生的修复作用，解除修复系统抑制，使其产物(多种修复蛋白)参与修复（五）SOS修复●定义DNA损伤时应急产生的修54SOS修复中LexA-RecA操纵子的作用机理SOS修复中LexA-RecA操纵子的作用机理55当细菌DNA遭到破坏时，细菌细胞内会启动一个被称为SOS的诱导型DNA修复系统。在正常情况下，DNA损伤的修复基因的操纵子被LexA蛋白所阻遏。SOS修复系统受到LexA阻遏蛋白的抑制，平时该蛋白表达水平很低。SOS体系的诱导表达过程其实就是LexA阻遏蛋白从这个基因的上游调控区移开的过程。阻遏蛋白LexA的降解与细菌中的SOS应答当细菌DNA遭到破坏时，细菌细胞内会启动一个被称为SOS的诱56当有紫外线照射时，细菌体内的RecA蛋白水解酶被激活，催化LexA阻遏蛋白裂解失活，从而导致与DNA损伤修复有关的基因表达。RecA蛋白：是SOS反应的最初的发动因子。在单链DNA和ATP存在时，RecA蛋白被激活，表现出水解酶活性，分解LexA阻遏物。当有紫外线照射时，细菌体内的RecA蛋白水解酶被激活，催化L57DNA聚合酶以母链为模板复制合成新子链此后，一旦发现错配碱基，错配修复系统就会根据“保存母链，修正子链”的原则，找出错误碱基所在的DNA链即将未甲基化的链切除，并以甲基化的链为模板进行修复合成。指射线将能量直接传递给生物大分子，使物质MutS发现错配碱基●碱基脱落一、DNA损伤的修复的机制胸腺嘧啶碱基间形成二聚体与DNA损伤修复有关的酶和蛋白质物理化学因素对DNA的损伤所有细胞中都带有能识别受损核酸位点的糖苷水解酶，它能特异性切除受损核苷酸上的N-β－糖苷键，在DNA链上形成去嘌呤或去嘧啶位点（AP位点）。●单链重接（单链断裂修复）切除修复(excisionrepairing)DNA与蛋白质以共价键结合●O6-甲基鸟嘌呤-DNA的甲基转移胸腺嘧啶碱基间形成二聚体表达RecA蛋白与这些缺口处单链DNA相结合，被激活成蛋白酶。具有蛋白酶活性的RecA蛋白将LexA蛋白切割成没有阻遏作用的和具有与操纵区DNA结合活性的两个片段，导致SOS体系的高效表达，使DNA得以修复。DNA聚合酶以母链为模板复制合成新子链表达RecA蛋白与这58SOS反应

SOS基因紫外线激活RecALexA阻遏蛋白

与DNA损伤修复有关的酶和蛋白质基因表达LexA阻遏蛋白操纵序列DNASOS反应SOS基因紫外线激活RecALexA阻遏蛋白59

当修复完成后，活化信号消失，RecA蛋白回复到非蛋白水解酶的形式，LexA蛋白开始逐步积累，并重新建立起阻遏。RecA蛋白的合成停止，DNA恢复复制，RecA蛋白被稀释到原来的本底水平。当修复完成后，活化信号消失，RecA蛋白60第三节DNA损伤与修复意义

一、DNA损伤与肿瘤二、DNA损伤修复缺陷导致人类的遗传疾病第三节DNA损伤与修复意义一、DNA损伤与肿瘤612022/12/21622022/12/1362损伤和修复损伤和修复63优选损伤和修复优选损伤和修复64第一节DNA损伤

一、DNA损伤因素及机制二、DNA损伤类型第一节DNA损伤652022/12/21662022/12/1342022/12/21672022/12/135一、DNA损伤因素及机制（一）辐射致DNA损伤

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电离辐射

能直接或间接引起被穿透物质产生电离的粒子或射线（α粒子、β粒子、γ射线、X射线）●非电离辐射

紫外线和能量低于紫外线的所有电磁辐射

一、DNA损伤因素及机制（一）辐射致DNA损伤●非电离辐射682022/12/21692022/12/137电离辐射对机体的作用方式

●直接

指射线将能量直接传递给生物大分子，使物质的原子或分子激发和电离，导致物质结构的破坏●

间接

指辐射先作用于溶剂分子进而产生活性物导致细胞损伤电离辐射对机体的作用方式●直接70电离辐射对DNA的直接和间接损伤电离辐射对DNA的直接和间接损伤71修复(repairing)（一）辐射致DNA损伤一、DNA损伤的修复的机制与DNA损伤修复有关的酶和蛋白质3、错配修复（mismatchrepair，MMR）识别并切除→修复合成并连接原核生物利用甲基化区分oldstrand和newstrand，因此原核细胞中的错配修复也称甲基化指导的错配修复（methyl-directedmismatchrepair）。●嵌入染料插入碱基对中，使DNA两条链错位→损伤发生后，首先由DNA切割酶(excinuclease)在己损伤的核苷酸5’和3’位分别切开磷酸二酯键，利用DNA聚合酶I在切除损伤部位，补上核苷酸DNA与蛋白质以共价键结合碱基切除修复、核苷酸切除修复利用DNA聚合酶I在切除损伤部位，补上核苷酸错配碱基位于切口5’上游端，指射线将能量直接传递给生物大分子，使物质辐射引起的DNA损伤类型

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碱基脱落

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碱基破坏

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嘧啶二聚体形成

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单链和双链断裂

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DNA交联等修复(repairing)辐射引起的DNA损伤类型72胸腺嘧啶碱基间形成二聚体胸腺嘧啶碱基间形成二聚体73损伤和修复课件74（二）自由基致DNA损伤

自由基是指能够独立存在，核外带有未配对电子的原子或分子表示方式：在原有原子或分子符号的左上角标记一个圆点“

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自由基的来源1.电离辐射通过电离和激发产生

2.代谢产生活性氧（二）自由基致DNA损伤自由基是指能够独立存在，核外带有未75●自由基的作用机制自由基与DNA之间发生化合反应、抽氢作用和加成反应等●自由基的危害

损伤碱基、核糖、磷酸二酯键。●自由基的作用机制自由基与DNA之间发生化合反应、抽氢76（三）化学毒物致DNA损伤

●

碱基类似物与正常碱基类似，导致碱基置换

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碱基修饰物修饰碱基某些基团，改变配对性质或阻断配对

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嵌入染料插入碱基对中，使DNA两条链错位→缺失、移码、插入☞

化学毒物（三）化学毒物致DNA损伤●碱基类似物77化学因素目录化学因素目录78物理化学因素对DNA的损伤物理化学因素对DNA的损伤79DNA聚合酶以母链为模板复制合成新子链第三节DNA损伤与修复意义酶从DNA链上解离，DNA恢复正常结构是机体正常细胞针对DNA链上较大损伤的修复过程，它由多种DNA修复酶组成。在单链DNA和ATP存在时，RecA蛋白被激活，表现出水解酶活性，分解LexA阻遏物。切除修复(excisionrepairing)当细菌DNA遭到破坏时，细菌细胞内会启动一个被称为SOS的诱导型DNA修复系统。●DNA交联等利用DNA聚合酶I在切除损伤部位，补上核苷酸3、错配修复（mismatchrepair，MMR）具有蛋白酶活性的RecA蛋白将LexA蛋白切割成没有阻遏作用的和具有与操纵区DNA结合活性的两个片段，导致SOS体系的高效表达，使DNA得以修复。基之间共价结合，形式有TT、CT、CC单链断裂、双链断裂（最严重损伤，不能原位修复，易致畸)原核生物利用甲基化区分oldstrand和newstrand，因此原核细胞中的错配修复也称甲基化指导的错配修复（methyl-directedmismatchrepair）。化学物质诱导(如丝裂霉素)胞嘧啶脱氨基生成尿嘧啶DNA聚合酶以母链为模板复制合成新子链胞嘧啶脱氨基生成尿嘧80如果复制发生就会产生一个突变如果复制发生就会产生一个突变81二、DNA损伤类型1.碱基和糖基破坏●损伤因素酸、热去嘌呤作用、碱基修饰剂、自由基、活性氧、紫外线●损伤类型碱基丢失/插入、碱基置换、DNA片段缺失/插入二、DNA损伤类型1.碱基和糖基破坏●损伤因素酸、热去822.错配●损伤因素

碱基类似物、碱基修饰剂、自发脱氨基●常见错配类型U→T2.错配●损伤因素碱基类似物、碱基修饰剂、自发脱氨基●常833.DNA链断裂

●损伤因素

电离辐射、化学物质诱导

●损伤类型单链断裂、双链断裂（最严重损伤，不能原位修复，易致畸)3.DNA链断裂●损伤因素电离辐射、化学物质诱导844.DNA交联

化学物质诱导(如丝裂霉素)●损伤因素●损伤类型

链内交联同一DNA链上碱基共价结合嘧啶二聚体DNA链上相邻的两个嘧啶碱基之间共价结合，形式有TT、CT、CC链间交联

不同DNA链之间的碱基共价结合DNA-蛋白质交联DNA与蛋白质以共价键结合4.DNA交联化学物质诱导(如丝裂霉素)●损伤因素●损85DNA交联示意图DNA交联示意图86第二节DNA损伤的修复一、DNA损伤的修复的机制二、参与修复的主要基因第二节DNA损伤的修复一、DNA损伤的修复的机制87修复(repairing)是对已发生分子改变的补偿措施，使其回复为原有的天然状态。光修复(lightrepairing)切除修复(excisionrepairing)重组修复(recombinationrepairing)SOS修复

错配修复修复的主要类型一、DNA损伤的修复的机制修复(repairing)光修复(lightrepair88一、DNA损伤的修复的机制光复活酶与DNA链上嘧啶二聚体部位结合↓受波长为260-380nm的近紫外线作用激活使二聚体解聚↓酶从DNA链上解离，DNA恢复正常结构

（一）回复修复●酶学光复活一、DNA损伤的修复的机制光复活酶与DNA链上嘧啶二聚体部位89识别并切除→修复合成并连接（三）化学毒物致DNA损伤当修复完成后，活化信号消失，RecA蛋白回复到非蛋白水解酶的形式，LexA蛋白开始逐步积累，并重新建立起阻遏。DNA聚合酶以母链为模板复制合成新子链碱基丢失/插入、碱基置换、DNA片段缺失/插入识别并切除→修复合成并连接是机体正常细胞针对DNA链上较大损伤的修复过程，它由多种DNA修复酶组成。DNA错配修复是细胞复制后的一种修复机制,具有维持DNA复制保真度,控制基因变异的作用。●O6-甲基鸟嘌呤-DNA的甲基转移当细菌DNA遭到破坏时，细菌细胞内会启动一个被称为SOS的诱导型DNA修复系统。一、DNA损伤因素及机制是机体正常细胞针对DNA链上较大损伤的修复过程，它由多种DNA修复酶组成。甲基化指导的错配修复示意图RecA蛋白：是SOS反应的最初的发动因子。电离辐射对DNA的直接和间接损伤光修复酶(photolyase)

UV识别并切除→修复合成并连接光修复酶(photolyase)90损伤和修复课件91●嘌呤直接插入●O6-甲基鸟嘌呤-DNA的甲基转移●单链重接（单链断裂修复）●嘌呤直接插入922022/12/21932022/12/1331（二）切除修复

●定义

在多种酶的作用下，先将损伤区域切除，然后利用互补链为模板，合成一段正确配对的碱基顺序来修补●切除过程

●切除方式碱基切除修复、核苷酸切除修复识别并切除→修复合成并连接（二）切除修复●定义在多种酶的作用下，先将损伤区942.1碱基切除修复（base-excisionrepair,BER）

所有细胞中都带有能识别受损核酸位点的糖苷水解酶，它能特异性切除受损核苷酸上的N-β－糖苷键，在DNA链上形成去嘌呤或去嘧啶位点（AP位点）。2.1碱基切除修复（base-excisionrepair95DNA分子中一旦产生了AP位点，AP核酸内切酶就会把受损核苷酸的糖苷-磷酸键切开，并移去包括AP位点核苷酸在内的小片段DNA，由DNA聚合酶I合成新的片段，最终由DNA连接酶把两者连成新的被修复的DNA链→碱基切除修复(base-excisionrepair)。DNA分子中一旦产生了AP位点，AP核酸内切酶就会把受损核苷96.糖甘水解酶识别改变了的碱基，把碱基从N-β-糖苷键处切下来，在DNA链上形成去嘌呤或去嘧啶位点，统称为AP位点。.糖甘水解酶识别改变了的碱基，把碱基从N-β-糖苷键处切下来97由AP磷酸内切酶将受损核甘酸的糖苷-磷酸键切开5‘3‘由AP磷酸内切酶将受损核甘酸的糖苷-磷酸键切开5‘3‘98DNA连接酶连接利用DNA聚合酶I在切除损伤部位，补上核苷酸利用DNA聚合酶I在切除损伤部位，补上核苷酸992022/12/211002022/12/13382.2核苷酸切除修复（Nucleotideexcisionrepair,NER）

是机体正常细胞针对DNA链上较大损伤的修复过程，它由多种DNA修复酶组成。

2.2核苷酸切除修复（Nucleotideexcision101DNA聚合酶以母链为模板复制合成新子链利用DNA聚合酶I在切除损伤部位，补上核苷酸与DNA损伤修复有关的酶和蛋白质MutS发现错配碱基电离辐射通过电离和激发产生SOS修复系统受到LexA阻遏蛋白的抑制，平时该蛋白表达水平很低。一、DNA损伤因素及机制切除修复(excisionrepairing)受波长为260-380nm的近紫外线识别并切除→修复合成并连接是DNA修复的一种普遍形式SOS体系的诱导表达过程其实就是LexA阻遏蛋白从这个基因的上游调控区移开的过程。DNA分子中一旦产生了AP位点，AP核酸内切酶就会把受损核苷酸的糖苷-磷酸键切开，并移去包括AP位点核苷酸在内的小片段DNA，由DNA聚合酶I合成新的片段，最终由DNA连接酶把两者连成新的被修复的DNA链→碱基切除修复(base-excisionrepair)。碱基丢失/插入、碱基置换、DNA片段缺失/插入利用DNA聚合酶I在切除损伤部位，补上核苷酸2.2核苷酸切除修复（Nucleotideexcisionrepair,NER）

损伤发生后，首先由DNA切割酶(excinuclease)在己损伤的核苷酸5’和3’位分别切开磷酸二酯键，产生一个由12～13个核苷酸(原核生物)或27～29个核苷酸(人类或其他高等真核生物)的小片段，移去小片段后由DNA聚合酶Ⅰ(原核)或ε（真核)合成新的片段，并由DNA连接酶完成修复中的最后一道工序。DNA聚合酶以母链为模板复制合成新子链2.2核苷酸切除修复102识别损伤部位损伤的两边切除几个核苷酸DNA聚合酶以母链为模板复制合成新子链DNA连接酶将切口补平识别损伤部位损伤的两边切除几个核苷酸DNA聚合酶以母链为模103●

核苷酸切除被切除的不是单个碱基，而是一段寡核苷酸。是细胞内更为重要的一种修复方式

●切除修复的特点是DNA修复的一种普遍形式●核苷酸切除被切除的不是单个碱基，而是一段寡核苷酸。是细胞104（三）重组修复●定义重组酶系将未受损伤的DNA

片段移到损伤部位，提供正确的模板，进行修复●分类

●同源性重组两段双链DNA同源性大于200bp，大肠杆菌及酵母中RecA蛋白、人细胞中Rad51是关键●非同源性重组同源性低，DNA双链断裂的主要修复方式，关键分子是DNA-PK及XRCC4，非精确修复（三）重组修复●定义重组酶系将未受损伤的DNA

片段移到1052022/12/211062022/12/1344复制中出现损伤重组修复DNA聚合酶填补缺损复制中出现损伤重组修复DNA聚合酶填补缺损1072022/12/211082022/12/13463、错配修复（mismatchrepair，MMR）

DNA错配修复是细胞复制后的一种修复机制,具有维持DNA复制保真度,控制基因变异的作用。错配修复实际上是一种特殊的核苷酸切除修复，它专门用来修复在DNA复制中出现的新合成DNA链上的错配的碱基。但如何避免将DNA链上正确的碱基切除呢？这就需要将oldstrand和newstrand区分开来。3、错配修复（mismatchrepair，MMR）DN109原核生物利用甲基化区分oldstrand和newstrand，因此原核细胞中的错配修复也称甲基化指导的错配修复（methyl-directedmismatchrepair）。原核生物利用甲基化区分oldstrand和newstr110错配修复系统识别母链靠Dam甲基化酶（Dammethylase），它能使位于5’GATC序列中A的N6位甲基化。一旦复制叉通过复制起始位点，母链就会在开始DNA合成前的一小点时间（几秒钟至几分钟）内被甲基化。刚合成的DNA新链上的GATC序列还没有来得及甲基化，而作为模板的oldstrand早已被甲基化了，利用这种差别区分oldstrand和newstrand。

错配修复系统识别母链靠Dam甲基化酶（Dammethyla111此后，一旦发现错配碱基，错配修复系统就会根据“保存母链，修正子链”的原则，找出错误碱基所在的DNA链即将未甲基化的链切除，并以甲基化的链为模板进行修复合成。GATC中A甲基化与否常用来区别新合成的链（未甲基化）和模板链（甲基化）。这一区别很重要此后，一旦发现错配碱基，错配修复系统就会根据“保存母链，修正112错配修复（mismatchrepair）●Dam甲基化酶使母链位于5’GATC序列中腺苷酸甲基化●甲基化紧随在DNA复制之后进行●根据复制叉上DNA甲基化程度，切除尚未甲基化的子链上的错配碱基通过3个蛋白质（MutS、MutH和MutL）校正错配修复（mismatchrepair）●Dam甲基化酶使113

根据母链甲基化原