损伤和修复PPT讲稿
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《损伤的修复》课件
通过基因技术，干预和调控细胞的修复和再生过程。
3 仿生技术
借鉴生物系统的结构和功能，利用先进的技术手段实现损伤修复和再生。
组织修复的过程
1
溶解旧组织
破损组织被清除，并为新组织的生成铺平开始增殖，填充损伤区域。
3
新组织生成
新的细胞和基质生成，恢复正常组织结构。
损伤的干扰
1 干扰因素
2 局限性
感染、缺血、疤痕形成和营养不良等因素 可能干扰损伤的修复过程。
某些类型的组织，如神经组织和心脏组织， 具有有限的修复能力。
《损伤的修复》PPT课件
本PPT课件将介绍损伤修复的过程和重要性。了解不同类型的损伤，细胞的反 应以及组织修复的关键步骤和干扰因素。探索损伤修复的应用和未来发展。
什么是损伤？
1 定义
损伤是指使组织或器官受到破坏或功能障碍的过程。
2 类型
损伤可以包括创伤性损伤、炎症性损伤和慢性损伤。
为什么需要修复损伤？
损伤修复是恢复受损组织或器官结构和功能的关键过程，有助于促进身体康复和维持正常生理功能。
细胞的应激反应
炎症反应
损伤后，机体会通过释放炎症介质来引发炎症反应，以清除损伤区的细胞残骸和病原体。
增殖反应
损伤后的细胞会通过增殖来填补损伤区，恢复正常组织结构和功能。
修复反应
受损的细胞会释放信号分子，促使周围细胞参与修复过程，以恢复损伤区域的结构和功能。
损伤修复的应用
手术创伤修复
理解创伤修复过程对提高手术 创伤愈合效果至关重要。
皮肤再生
通过了解皮肤损伤的修复，可 以促进皮肤再生和创伤疤痕的 治疗。
神经再生
研究神经损伤修复将有助于发 展创新的神经再生治疗方法。
3 仿生技术
借鉴生物系统的结构和功能，利用先进的技术手段实现损伤修复和再生。
组织修复的过程
1
溶解旧组织
破损组织被清除，并为新组织的生成铺平开始增殖，填充损伤区域。
3
新组织生成
新的细胞和基质生成，恢复正常组织结构。
损伤的干扰
1 干扰因素
2 局限性
感染、缺血、疤痕形成和营养不良等因素 可能干扰损伤的修复过程。
某些类型的组织，如神经组织和心脏组织， 具有有限的修复能力。
《损伤的修复》PPT课件
本PPT课件将介绍损伤修复的过程和重要性。了解不同类型的损伤，细胞的反 应以及组织修复的关键步骤和干扰因素。探索损伤修复的应用和未来发展。
什么是损伤？
1 定义
损伤是指使组织或器官受到破坏或功能障碍的过程。
2 类型
损伤可以包括创伤性损伤、炎症性损伤和慢性损伤。
为什么需要修复损伤？
损伤修复是恢复受损组织或器官结构和功能的关键过程，有助于促进身体康复和维持正常生理功能。
细胞的应激反应
炎症反应
损伤后，机体会通过释放炎症介质来引发炎症反应，以清除损伤区的细胞残骸和病原体。
增殖反应
损伤后的细胞会通过增殖来填补损伤区，恢复正常组织结构和功能。
修复反应
受损的细胞会释放信号分子，促使周围细胞参与修复过程，以恢复损伤区域的结构和功能。
损伤修复的应用
手术创伤修复
理解创伤修复过程对提高手术 创伤愈合效果至关重要。
皮肤再生
通过了解皮肤损伤的修复，可 以促进皮肤再生和创伤疤痕的 治疗。
神经再生
研究神经损伤修复将有助于发 展创新的神经再生治疗方法。
损伤与修复精品PPT课件
• 损伤因子强度、持续时间超过细胞 的适应能力，则引起损伤。
• 较轻的损伤通常可逆，其形态改变 称为变性；严重的损伤不可逆，可 引起细胞死亡。
变性
• 细胞内或细胞间出现异常物质或正 常物质数量增多，称为变性。
• 变性的细胞功能下降。
刺激因素 细胞
适应
➢萎缩 ➢肥大 ➢增生 ➢化生
变性
损伤
死亡
➢水样变性 ➢脂肪变性 ➢玻璃样变性 ➢粘液样变性 ➢淀粉样变性 ➢病理性色素 ➢病理性钙化
生理性 如老年性萎缩 病理性 贫血性：脑动脉粥样硬化引起的脑萎缩
压迫性：肾盂积水 废用性：骨折后肌肉萎缩 内分泌性: 卵巢切除术后子宫萎缩 神经性：小儿麻痹症患者肢体肌肉萎缩 全身性：恶病质—恶性肿瘤、慢性消耗 性疾病晚期患者出现的身体极度消瘦、衰弱和 贫血。
病理变化
• 大体：萎缩的组织器官体积变小，重量减轻，功能 下降。
• 肠上皮化生 • 骨化生
chronic gastritis 慢性萎缩性胃炎，AB/PAS 染色：胃腺上皮--肠上皮化生
刺激因素 细胞
适应
➢萎缩 ➢肥大 ➢增生 ➢化生
变性
损伤
死亡
➢水样变性 ➢脂肪变性 ➢玻璃样变性 ➢粘液样变性 ➢淀粉样变性 ➢病理性色素 ➢病理性钙化
坏死 凋亡
修复
再生性修复 瘢痕性修复
➢萎缩 ➢肥大 ➢增生 ➢化生
变性与物 质沉积
死亡
➢水样变性 ➢脂肪变性 ➢玻璃样变性 ➢粘液样变性 ➢淀粉样变性 ➢病理性色素 ➢病理性钙化
坏死 凋亡
修复
再生性修复 瘢痕性修复
萎缩
• 正常发育的器官和组织由于实质 细胞体积减小或数目减少而导致 的组织和器官的体积缩小。
损伤的修复 (3)ppt课件
-
10
3.永久性细胞（Permanent cells）非 分裂细胞（G0） 特点：再生能力微弱或没有再生能力 常见：心肌、骨骼肌、中枢神经细胞
-
11
-
12
四、各种组织的再生过程
（一）上皮组织的再生：
1.被覆上皮：
鳞状上皮：基底层细胞 单层上皮 鳞 状上皮
柱状上皮：基底层细胞 柱状
立方
-
13
-
-
53
横向分化（transdifferentiation）
-
35
-
36
骨骼肌再生
-
37
（六）神经组织的再生
1.中枢神经 : 胶质瘢痕
2.外周神经：依靠神经细胞存活
创伤性神经瘤:
一端再生的轴突
+ 增生的结缔组织
(大于2.5cm;阻隔;截肢)
-
38
-
39
创伤性神经瘤
-
40
五、细胞再生的影响因素
（一）细胞外基质（extracellular matrix，ECM）：
衡，新陈代谢、生长与分化
-
45
（二）与再生有关的几种生长因子
1.血小板源性生长因子（platelet derived growth factor ，PDGF）： 血小板α颗粒----成纤维细胞、平滑肌细 胞和单核细胞增生和游走，促进胶质细 胞增生
-
46
2.成纤维细胞生长因子（fibroblast
-
49
5.血管内皮生长因子 VEGF （vascular endothelial growthfactor）： 促进血管增生，增加血管通透性
6.细胞因子（cytokines）：IL-1、 TNF（tumor nerosis factor） 成纤维细胞增殖，胶原合成，血管再生
《损伤与修复》PPT课件
精选ppt
35
纤维结缔组织玻璃样变
胶原纤维融合成片状，呈均质、红染、无结构状，纤
维细胞数量减少。
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36
3.血管壁玻璃样变性：全身多处细动脉壁出现玻 璃样物质沉积，血管壁增厚变硬，管腔狭窄，多见于 高血压病。
腔肾 狭小 窄动
脉 管 壁 增 厚 ， 管
精选ppt
37
脾小动脉管壁玻璃样变
脾小体中央小动脉壁增厚，管腔狭窄，内皮
界明显。 部位：好发于心、肝、脾、肾等器官。
脾贫血性梗死标本，坏 死区呈灰白色、干燥的
凝固体，分界清楚
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51
肾凝固性梗死（大体）
图示肾皮质苍白色的楔形坏死灶
精选ppt
52
肾凝固性梗死（镜下）
精选ppt
53
干 酪样坏死 （caseous necrosis）
定义：结核病时，因坏死灶内含脂质多 而呈黄色，质细腻，似干酪，故 称干酪样坏死。
精选ppt
57
液化性坏死－脑软化
脑组织坏死，镜下呈空网状结构，是由于脑组织 含磷脂多，而蛋白质少，使坏死组织液化溶解
精选ppt
58
纤维蛋白样坏死 （fibrinoid nerosis）
镜下观：坏死组织呈细丝、颗粒状 或块状无结构 的物质，呈强嗜酸性， 状如纤维蛋白。
部位：结缔组织和血管壁。
见于：急进性高血压变态反应性 结缔组织病
适应在形态上表现为萎缩、肥大、增生、化生等。
精选ppt
3
萎缩
萎缩（atrphy）：是指已发育正常的实 质细胞、组织和器官体积的缩小，可以伴有 实质细胞数量的减少。
类型： （1） 生理性萎缩:老年子宫的萎缩,青春期的胸
损伤的修复ppt课件
第二节 纤维性修复
•
肉芽组织由新生的毛细血管以及增 生的成纤维细胞构成，并伴有炎症细 胞浸润。 • 肉眼观：鲜红色颗粒状，柔软湿润， 形似鲜嫩的肉芽，故而得名
肉芽组织
肉芽组织的作用
成纤维细胞
下述哪项是肉芽组织不具备的功能? A. 机化凝血块和坏死组织 B. 包裹异物 C. 抗感染和保护创面 D. 分解、液化坏死物 E.填补） •生理情况下增殖不明显，受刺激时可表现出较 强再生能力 •有完美修复的可能 •腺体，腺样器官 肝、胰、涎腺、内分泌腺、汗腺、皮脂腺、肾小
管上皮、原始间叶细胞及其分化出来的细胞
永久性细胞（Permanentcells）
•出生后就不再具有分裂增生的能力
•神经细胞，骨骼肌细胞，心肌细胞
部分切除，可短期内恢复 细胞坏死但网状支架完整，可恢复 细胞广泛坏死，网状支架塌陷， 胶原纤维形成，结构难以恢复
部分肝切除后肝再生
人体肝的再生
肝硬化的假小叶
2.纤维组织的再生
原始间叶细胞或 静止的纤维细胞
成纤维细胞
分泌前胶原蛋白；在 细胞周围形成胶原纤 维；细胞逐渐成熟
纤维细胞
抑素与接触抑制 抑素：能特异性抑制组织增殖的物质。
接触抑制：皮肤创伤，缺损部周围上 皮细胞分裂增生并向中心迁移，将创面覆 盖并相互接触时，或部分肝切除时，肝细
胞增生达到原有大小时，细胞停止生长。
男，43岁，因肝右叶肝癌而行肝叶切除术，患者的肝 发生的变化是 A．经过较长时间，恢复原体积 B．保持手术后剩余肝的状态 C．肝小叶不断增生 D．肝细胞形成若干再生结节 E．肝内纤维组织大量增生 肝脏损伤后能否完全再生修复取决于： A．损伤因素持续时间 B．肝细胞坏死的程度 C．肝小叶网状支架的完整性 D．损伤的原因 E．肝细胞坏死的范围
损伤的修复ppt课件
纤维性修复，瘢痕修复 再生能力弱或缺乏再生能力的组织 无原组织的结构及功能 不完全修复
纤维性修复—肉芽组织的形态及作用
肉芽组织 （Granulation tissue）
肉芽组织由新生薄壁的毛细血管以及增 生的纤维母细胞构成，并伴有炎性细胞浸 润，肉眼表现为鲜红色颗粒状，柔软湿润， 形似鲜嫩的肉芽故而得名
早期变化：出血、坏死和炎症反应，红肿，痂皮 伤口边缘收缩（2-3天）：肌成纤维细胞牵拉创缘
整层皮肤及皮下组织向中心移动 肉芽组织增生和瘢痕形成 表皮及其它组织再生
创伤愈合
创伤愈合 —皮肤创伤愈合
皮肤创伤愈合的类型
一期愈合 形成的瘢痕小 伤口小、干净，创面 对合好的伤口
一期愈合模式图
及轴突崩解
轴突生长
神经轴突达末 梢，多余部分 消失
再生—各种组织的再生过程
细胞再生的影响因素
细胞损伤
再生
细胞增殖
细胞外基质
细胞内环境 细胞外环境 生长因子
抑素与接触抑制
纤维性修复
肉芽组织 瘢痕组织
纤维性修复（ Fibrous repair ）
由于细胞组织损伤过重，或有感染，不能用完 全再生方式加以修复，而以增生的纤维母细胞和新 生的毛细血管组成的肉芽组织，进而变成纤维组织 进行修复的过程，称纤维性修复
cells， iPSCs）
再生—干细胞及其在再生中的作用
• 胚胎干细胞
– 胚胎干细胞是在人胚胎发育早期——囊胚 （受精后约5~7天）中未分化的细胞
– 胚胎干细胞研究的意义
它们拥有类似胚胎的全能分化性 对生物医学领域的一系列重大研究都将产生重 要影响 胚胎干细胞最激动人心的潜在应用是用来修复 甚至替换丧失功能的组织和器官
细胞类型
纤维性修复—肉芽组织的形态及作用
肉芽组织 （Granulation tissue）
肉芽组织由新生薄壁的毛细血管以及增 生的纤维母细胞构成，并伴有炎性细胞浸 润，肉眼表现为鲜红色颗粒状，柔软湿润， 形似鲜嫩的肉芽故而得名
早期变化：出血、坏死和炎症反应，红肿，痂皮 伤口边缘收缩（2-3天）：肌成纤维细胞牵拉创缘
整层皮肤及皮下组织向中心移动 肉芽组织增生和瘢痕形成 表皮及其它组织再生
创伤愈合
创伤愈合 —皮肤创伤愈合
皮肤创伤愈合的类型
一期愈合 形成的瘢痕小 伤口小、干净，创面 对合好的伤口
一期愈合模式图
及轴突崩解
轴突生长
神经轴突达末 梢，多余部分 消失
再生—各种组织的再生过程
细胞再生的影响因素
细胞损伤
再生
细胞增殖
细胞外基质
细胞内环境 细胞外环境 生长因子
抑素与接触抑制
纤维性修复
肉芽组织 瘢痕组织
纤维性修复（ Fibrous repair ）
由于细胞组织损伤过重，或有感染，不能用完 全再生方式加以修复，而以增生的纤维母细胞和新 生的毛细血管组成的肉芽组织，进而变成纤维组织 进行修复的过程，称纤维性修复
cells， iPSCs）
再生—干细胞及其在再生中的作用
• 胚胎干细胞
– 胚胎干细胞是在人胚胎发育早期——囊胚 （受精后约5~7天）中未分化的细胞
– 胚胎干细胞研究的意义
它们拥有类似胚胎的全能分化性 对生物医学领域的一系列重大研究都将产生重 要影响 胚胎干细胞最激动人心的潜在应用是用来修复 甚至替换丧失功能的组织和器官
细胞类型
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活性氧
自 发 性
紫外线 电离辐射
烷化剂 碱基类似物
修饰剂
物
化
理
学
因
因
素
素
DNA
病原生物基因的整合
3
一、DNA分子的自发性损伤
(一)DNA复制产生误差
模板
错配碱基
核酸外切酶活性
DNA聚合酶Ⅰ
4
如大肠杆菌 碱基配对的错误率为10-1-10-2 DNA聚合酶校正后错误率为10-5-10-6 复制后经校正系统校正，错配率为10-9左右
体内识别 DNA 损伤最多的修复通路。 不识别任何特殊的碱基损伤，而是识别 双螺旋形状的改变；修复时切除含有损伤 碱基的那一段 DNA。
在含有错配碱基的DNA分子中，使正常核 苷酸序列恢复的修复方式。
过程：识别出不正确的链，切除掉不正确链的 部分，然后通过DNA聚合酶和DNA连接酶的作 用，合成正确配对的双链DNA。
25
遗传性非息肉型结肠癌（hereditary non polyposis colorectal cancer，HNPCC）
11
二、物理因素引起的DNA损伤
(一)紫外线照射引起的DNA损伤
同一条DNA链相邻嘧啶以共价键连成二聚体 (T-T、C-T 、C-C)，导致复制不能进行。
•皮肤因受紫外线照射而形成二聚体的频率可达每 小时5×104／细胞 •紫外线不能穿透皮肤，因此损伤只局限在皮肤中 •紫外线照射还能引起DNA链断裂等损伤
• 黄曲霉素B1 (G→T)
17
损伤原因
自发性
物理因素
化学因素
各种DNA损伤
损伤程度
可修复的损伤
不可逆的损伤
细ห้องสมุดไป่ตู้反应
激活存活反应网络 细胞周期阻滞、修复
突变、染色体畸变
激活凋亡途径
细胞后果
细胞存活
细胞恶性转化
细胞死亡
18
第二节 DNA修复(DNA repair)
DNA修复是细胞对DNA受损伤后的一种反应，这种反应可 能使DNA结构恢复原样，重新执行原来的功能，但有时并非能 完全消除DNA的损伤，只是使细胞能够耐受这种DNA的损伤而 能继续生存。
19
一、错配修复(mismatch repair)
校正DNA复制和重组过程中发生的碱基 错配。
错配的碱基可被错配修复酶识别后进行 修复。
20
错配修复
(大肠杆菌)
Mis-paired bases
21
错配修复(大肠杆菌)
22
2. 真核细胞错配修复机制
23
24
错配修复（mismatch repair）：
A与C T与G
稀有形式
常见形式
7
2. 碱基的脱氨基作用
碱基的环外氨基有时会自发 脱落，从而胞嘧啶(C)变成尿 嘧啶(U)，腺嘌呤(A)变成次 黄嘌呤(H)。复制时,U与A配 对、H与C配对就会导致子代 DNA序列的错误变化。
(C)
(U)
(A)
(H)
8
3．脱嘌呤与脱嘧啶 即碱基脱落，是指从
DNA上丢失了嘌呤或嘧啶， 形成无碱基位点，称为AP 部位 （apurine,apyrimidine site, AP）。
28
2. 光分解酶(光复活酶)直接修复二聚体
形成嘧啶二聚体 光复活酶结合于 损伤部位
酶被可见光激活
修复后释放酶
29
3. 直接修复烷基化碱基
O6-甲基鸟嘌呤甲基转移酶 O6-甲基鸟嘌呤甲基转移酶通过将甲基从O6甲基鸟嘌呤转移到自身的半胱氨酸残基上来修 复DNA。
30
4．直接插入嘌呤
DNA链上嘌呤的脱落造成无嘌呤位点， 能 被 DNA 嘌 呤 插 入 酶 (insertase) 识 别 结 合，催化游离的嘌呤碱基与DNA无嘌呤部 位形成糖苷键。且催化插入的碱基有高度 专一性、与另一条链上的碱基严格配对， 使DNA完全恢复。
12
胸腺嘧啶二聚体
13
(二)电离辐射引起的DNA损 直接伤效应：
DNA直接吸收射线能量 而遭损伤。
间接效应： DNA周围其他分子(主
要是水分子)吸收射线能 量而产生具有很高反应活 性的自由基，进而损伤 DNA。
14
电离辐射引起DNA损伤的类型
• 产生 ·OH自由基，导致碱基变化 • 脱氧核糖分解 • DNA链断裂 • 交联 包括DNA链交联和DNA-蛋白质交联
9
• 复制时可以插入任何核苷酸。 • 脱落碱基后的脱氧核糖3’端的磷酸二酯键易被水解，
造成DNA链断裂。
• 在哺乳动物细胞基因组中，每天每个细胞因N-糖
苷键自发水解约丢失10 000个嘌呤碱基和200个 嘧啶碱基。
10
4．碱基修饰与链断裂 细胞在正常生理活动中产生的活性
氧会造成DNA损伤，产生胸腺嘧啶乙二 醇、羟甲基尿嘧啶等碱基修饰物，还可 引起DNA单链断裂等损伤。
• HNPCC的临床特征 • 发病早 (-45 岁) • 肿瘤好发部位：结肠
26
HNPCC与DNA的错配修复基因突变有关 MSH2, MSH6, PMS1 ， MLH1, MSH3, PMS2.
27
二、直接修复
1. 单链断裂修复
在 DNA 5’-P 端和 3’-OH端未受损伤的情况下，连接酶能够直接 修复DNA的断裂口。
5
（二）DNA的自发性化学变化 1. 碱基的异构互变
碱基T和G能够以酮式或烯醇式 两种互变异构的状态出现 碱基C和A能够以氨基式或亚氨 基式两种互变状态出现 一般生理条件下，碱基互变平 衡反应倾向于酮式或氨基式， 故A 与T和C 与G碱基配对
6
… ‥
互变异构效应 引起不正常的 碱基配对 A与T C与G
15
三、化学因素引起的DNA损伤
(一)烷化剂对DNA的损伤 1．碱基烷基化 2. 碱基脱落 3． 断链 4. 交联
16
(二)碱基类似物、修饰剂对DNA的改变
• 5-BrdU （ 5-BrdU-A； 5-BrdU-G）
酮式
烯醇式
• 亚硝酸盐能使C脱氨基变成U （C→U）
• 羟胺能使T脱甲基变成C （T→C）
损伤和修复课件
哺乳动物细胞DNA损伤的发生频率
DNA损伤类型 单链损伤 脱嘌呤 脱嘧啶 O6甲基鸟嘌呤 胞嘧啶脱氨基 胸腺嘧啶乙二醇 胸苷乙二醇
次·细胞- 1 ·天 – 1 55 000 10 000 200 3 100 200 270 70
2
第一节 DNA损伤的原因及后果
复制错误 碱基脱落或部分脱落
31
三、碱基切除修复（base excision repair，BER）
指切除和替换由内源性化学物作用产生的 DNA碱基损伤。
受损碱基移除是由多个酶来完成的。 主要针对DNA单链断裂和小的碱基改变及氧
化性损伤。
32
碱基切除修复
33
四、核苷酸切除修复
（nucleotide excision repair，NER）
自 发 性
紫外线 电离辐射
烷化剂 碱基类似物
修饰剂
物
化
理
学
因
因
素
素
DNA
病原生物基因的整合
3
一、DNA分子的自发性损伤
(一)DNA复制产生误差
模板
错配碱基
核酸外切酶活性
DNA聚合酶Ⅰ
4
如大肠杆菌 碱基配对的错误率为10-1-10-2 DNA聚合酶校正后错误率为10-5-10-6 复制后经校正系统校正，错配率为10-9左右
体内识别 DNA 损伤最多的修复通路。 不识别任何特殊的碱基损伤，而是识别 双螺旋形状的改变；修复时切除含有损伤 碱基的那一段 DNA。
在含有错配碱基的DNA分子中，使正常核 苷酸序列恢复的修复方式。
过程：识别出不正确的链，切除掉不正确链的 部分，然后通过DNA聚合酶和DNA连接酶的作 用，合成正确配对的双链DNA。
25
遗传性非息肉型结肠癌（hereditary non polyposis colorectal cancer，HNPCC）
11
二、物理因素引起的DNA损伤
(一)紫外线照射引起的DNA损伤
同一条DNA链相邻嘧啶以共价键连成二聚体 (T-T、C-T 、C-C)，导致复制不能进行。
•皮肤因受紫外线照射而形成二聚体的频率可达每 小时5×104／细胞 •紫外线不能穿透皮肤，因此损伤只局限在皮肤中 •紫外线照射还能引起DNA链断裂等损伤
• 黄曲霉素B1 (G→T)
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损伤原因
自发性
物理因素
化学因素
各种DNA损伤
损伤程度
可修复的损伤
不可逆的损伤
细ห้องสมุดไป่ตู้反应
激活存活反应网络 细胞周期阻滞、修复
突变、染色体畸变
激活凋亡途径
细胞后果
细胞存活
细胞恶性转化
细胞死亡
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第二节 DNA修复(DNA repair)
DNA修复是细胞对DNA受损伤后的一种反应，这种反应可 能使DNA结构恢复原样，重新执行原来的功能，但有时并非能 完全消除DNA的损伤，只是使细胞能够耐受这种DNA的损伤而 能继续生存。
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一、错配修复(mismatch repair)
校正DNA复制和重组过程中发生的碱基 错配。
错配的碱基可被错配修复酶识别后进行 修复。
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错配修复
(大肠杆菌)
Mis-paired bases
21
错配修复(大肠杆菌)
22
2. 真核细胞错配修复机制
23
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错配修复（mismatch repair）：
A与C T与G
稀有形式
常见形式
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2. 碱基的脱氨基作用
碱基的环外氨基有时会自发 脱落，从而胞嘧啶(C)变成尿 嘧啶(U)，腺嘌呤(A)变成次 黄嘌呤(H)。复制时,U与A配 对、H与C配对就会导致子代 DNA序列的错误变化。
(C)
(U)
(A)
(H)
8
3．脱嘌呤与脱嘧啶 即碱基脱落，是指从
DNA上丢失了嘌呤或嘧啶， 形成无碱基位点，称为AP 部位 （apurine,apyrimidine site, AP）。
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2. 光分解酶(光复活酶)直接修复二聚体
形成嘧啶二聚体 光复活酶结合于 损伤部位
酶被可见光激活
修复后释放酶
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3. 直接修复烷基化碱基
O6-甲基鸟嘌呤甲基转移酶 O6-甲基鸟嘌呤甲基转移酶通过将甲基从O6甲基鸟嘌呤转移到自身的半胱氨酸残基上来修 复DNA。
30
4．直接插入嘌呤
DNA链上嘌呤的脱落造成无嘌呤位点， 能 被 DNA 嘌 呤 插 入 酶 (insertase) 识 别 结 合，催化游离的嘌呤碱基与DNA无嘌呤部 位形成糖苷键。且催化插入的碱基有高度 专一性、与另一条链上的碱基严格配对， 使DNA完全恢复。
12
胸腺嘧啶二聚体
13
(二)电离辐射引起的DNA损 直接伤效应：
DNA直接吸收射线能量 而遭损伤。
间接效应： DNA周围其他分子(主
要是水分子)吸收射线能 量而产生具有很高反应活 性的自由基，进而损伤 DNA。
14
电离辐射引起DNA损伤的类型
• 产生 ·OH自由基，导致碱基变化 • 脱氧核糖分解 • DNA链断裂 • 交联 包括DNA链交联和DNA-蛋白质交联
9
• 复制时可以插入任何核苷酸。 • 脱落碱基后的脱氧核糖3’端的磷酸二酯键易被水解，
造成DNA链断裂。
• 在哺乳动物细胞基因组中，每天每个细胞因N-糖
苷键自发水解约丢失10 000个嘌呤碱基和200个 嘧啶碱基。
10
4．碱基修饰与链断裂 细胞在正常生理活动中产生的活性
氧会造成DNA损伤，产生胸腺嘧啶乙二 醇、羟甲基尿嘧啶等碱基修饰物，还可 引起DNA单链断裂等损伤。
• HNPCC的临床特征 • 发病早 (-45 岁) • 肿瘤好发部位：结肠
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HNPCC与DNA的错配修复基因突变有关 MSH2, MSH6, PMS1 ， MLH1, MSH3, PMS2.
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二、直接修复
1. 单链断裂修复
在 DNA 5’-P 端和 3’-OH端未受损伤的情况下，连接酶能够直接 修复DNA的断裂口。
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（二）DNA的自发性化学变化 1. 碱基的异构互变
碱基T和G能够以酮式或烯醇式 两种互变异构的状态出现 碱基C和A能够以氨基式或亚氨 基式两种互变状态出现 一般生理条件下，碱基互变平 衡反应倾向于酮式或氨基式， 故A 与T和C 与G碱基配对
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… ‥
互变异构效应 引起不正常的 碱基配对 A与T C与G
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三、化学因素引起的DNA损伤
(一)烷化剂对DNA的损伤 1．碱基烷基化 2. 碱基脱落 3． 断链 4. 交联
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(二)碱基类似物、修饰剂对DNA的改变
• 5-BrdU （ 5-BrdU-A； 5-BrdU-G）
酮式
烯醇式
• 亚硝酸盐能使C脱氨基变成U （C→U）
• 羟胺能使T脱甲基变成C （T→C）
损伤和修复课件
哺乳动物细胞DNA损伤的发生频率
DNA损伤类型 单链损伤 脱嘌呤 脱嘧啶 O6甲基鸟嘌呤 胞嘧啶脱氨基 胸腺嘧啶乙二醇 胸苷乙二醇
次·细胞- 1 ·天 – 1 55 000 10 000 200 3 100 200 270 70
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第一节 DNA损伤的原因及后果
复制错误 碱基脱落或部分脱落
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三、碱基切除修复（base excision repair，BER）
指切除和替换由内源性化学物作用产生的 DNA碱基损伤。
受损碱基移除是由多个酶来完成的。 主要针对DNA单链断裂和小的碱基改变及氧
化性损伤。
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碱基切除修复
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四、核苷酸切除修复
（nucleotide excision repair，NER）