F_DNA 损伤、修复和重组

非离子辐射 形成新化学骨架 紫外线 — 嘧啶二聚体
化学突变剂
A
T
1. 碱基类似物 A
5-溴尿嘧啶（BU）
BU
A BU*
A T
A
A
T
T
G BU*
G
G
C
BU*
2.亚硝酸（HNO2） CU，
与A配对，G·C A·T
AH (次黄嘌呤), 与C配对，A·T G·C
GX (黄嘌呤), 与C配对，不引起突变
2. 损伤修复 光复活（photoreactivation） 暗修复 切除修复（excision repair） 重组修复（recombinational repair） SOS修复（SOS response） 烷基转移酶修复（alkyltransferase）
• 尿嘧啶糖基酶系统（uracil-N-glycosylase） 尿嘧啶-N-糖基酶，AP内切核酸酶， Pol I，DNA连接酶
3.羟氨 (HA) C N-4-羟-C, 与A配对, G·C A·T
4. 烷基化试剂
甲基甲磺酸（MMS）/乙基亚硝基脲（ENU） 硫酸二甲酯 / 甲磺酸乙酯（EMS）/乙磺酸乙酯（NNG）
GO6-alkyl-G, 与T配对, G·C A·T TO4-alkyl-T, 与G配对, A·T G·C
2. 烷基化损伤 影响DNA复制和转录时的解旋 多数是间接诱变
3. 加成损伤 嘧啶二聚体 苯并芘（肝脏细胞色素P-450） 双环氧物-G 芳基化试剂 黄曲霉毒素B1（肝致癌剂）
DNA修复（DNA repair）
1. 复制修复 尿嘧啶糖基酶系统（uracil-N-glycosylase） 错配修复（mismatch repair）
AGTGACTTAG TCACTGAATC
DNA连接酶
AGTGACTTAG TCACTGAATC
脱氨基
Pol I
TGA
AGTGACTTAG TCAUTGAATC
AGTGACTTAG TCA TGAATC
U
uracil-N-glycosylase
AGTGACTTAG TCA TGAATC
AP内切核酸酶
2. 根据是否有突变剂的参与
突变发突生变类发型生
自发突变（spontaneous mutation） 1. 碱基错配／错配修复(mismatch repair) 2. 碱基互变异构： 亚氨基A*- C, C*-A；烯醇式T*- G, G*-T 3. 脱嘌呤(depurination)／AP endonucleases 4. 脱氨基(deamination) CU / 尿嘧啶-N-葡糖基酶
GAG (Glu) UAG (Stop)
渗漏突变（Leaky mutation） 人的蚕豆病（葡萄糖-6-磷酸脱氢酶）
移框突变（frameshift mutation）
3. 对外界环境的敏感性 非条件突变（nonconditional mutation） 条件突变（conditional mutation） 温度敏感型突变 (ts mutant,temperature-sensitive)
5.嵌合剂 吖啶橙、原黄素、吖黄素等吖啶类染料 嵌合到DNA碱基对之间 base addition /deletion / frameshift mutation
DNA损伤（DNA damage）
自发损伤: 脱氨基/ 脱嘌呤 外源损伤:
1. 氧化损伤 (需氧细胞) 活性氧：超氧化物，过氧化氢和羟自由基（·OH） 8-氧鸟嘌呤，2-氧腺嘌呤，5-甲酰尿嘧啶
DNA损伤、修复和重组
突变和突变发生 （mutation and mutagenesis)
DNA损伤（DNA damage） DNA修复（DNA repair） 重组（recombination）
突变概念
突变（mutation） DNA分子碱基序列的可遗传改变
突变体（mutant） 与野生型（+）相对
(100C/genome/day/human cell) 突变热点（Hot spots）
C MeC (4% )
G - C G - T (MeC deamination) 不能被mismatch repair修复
诱发突变（induced mutation）
物理突变剂
突变剂
高能离子辐射（X－射线，γ－射线） 失去电子 打断双链 破坏碱基和糖基
GA*TC
CTAG
GA*TC
CTAG
GA*TC
CTAG
GA*TC
CTAG
GA*TC
CTAG
错配修复（mismatch repair）
T
GA*TC
CTห้องสมุดไป่ตู้G
G
错配矫正酶
（MutL, MutS +内切核酸酶 MutH)
T
GA*TC
CTAG
G
T
2. 对遗传信息的改变 无声突变（silent mutation）
GAG (Glu) GAA (Glu)
中性突变（neutral mutation）
GAG (Glu) GAC/U (Asp)
错义突变（missense mutation）
GAG (Glu) AAG (Lys)
无义突变（nonsense mutation, Chain termination mutation）
突变剂（mutagen） 突变发生（mutagenesis）
自发突变（spontaneous mutation） 诱发突变（induced mutation）
突变类型
1. DNA碱基序列改变的多少 单点突变（point mutation） 碱基替换（base substitution） 转换（transition） A-T G-C 颠换（transversion）A-T T-A 碱基增加（base addition） 碱基删除（base deletion） 多点突变（multiple mutation）
突变发生类型
1. 根据错误碱基的产生方式
直接诱变 (direct mutagenesis) 错配碱基没有被DNA修复系统去除 如：5-BU
间接诱变 (indirect mutagenesis) 转移损伤DNA合成 （translesion DNA synthesis） 在下一轮复制： 模板链可以修复/子链产生突变 定向的（targetted）/非定向的（untargetted） SOS修复系统（原核生物） DNA聚合酶ζ（真核生物 ）