分子微生物学第2章第1节

错配修复思考题： 1、能若否菌进株行基错因配型修为复d？am -（甲基化酶基因突变），该菌株
2、修m复ut策T略、有M什、么Y，不及同m？ut H、S、L 两个错配修复系统各自 3、你认为两个错配修复系统哪个效率会更高？
第2章1节 结束。
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因突为变增的变积基累！因发生一个突变将导致其他基因上不利 人1聚缺细6~类合失胞23。的酶相段滑比“，动较遗而，所传正D形性常N成非A人的中息应环一肉该出段结是效重肠19应复癌~2未(”A5段被C患)。纠n者序证正与列！明正只局由常有部D人N发体A生
4
这因突种突变癌变体症上！病升并人了且中肿2 ~瘤，3细9个0胞%数的量的突级病变。例体都比有正错常配体系细统胞的的基
MSH2-MSH3复合体结合到2~4个核苷酸形成的错配体上， MSH2-M缺S失H6处复，合最体后结其合他到蛋单白个质错也配参碱与基修、复碱过基程插。入、碱基
增变基因与人类癌症的关系
癌源症) 常患常者缺的陷基，因证hM明S这H一2,系hM统L在H1错(与配m修u复tS，中m的u重tL要同性。 癌统但细失未胞活被提剔，高除特突别，变是反率而增的积变手累基段了因就突系是变统使。。细由胞此的，某自些发修突复变系非
氧关MMM直配uuu。化接对ttt 与分从的TMY分、NA子M分D碱子duMA子Gt基量分uM=量O。t为子T不Y仅其3P中属91降错k5都切于Dk解配D是a除同，，a校作一，一使它正用个具修其不机于碱有复不直制糖基微途能接与苷。弱径进切甲键的。入除基的dNG化G糖D=DO和A基，P分错酶水而子配的解是。修活酶切复性，除系，可与统可以其无将 因发此了而外产切生修的复缺系碱统基的位作点用，。可以被核酸内切酶识别，由此引 除基的上外错，述配该碱M系基ut。统系还统可识以别及和时修监复测被和氧纠化正的N碱D基A复及制其时错偶误尔配出对现碱
一些预警会指导修复按照正确的方向进行。 如是作：A用C-于T脱。这氨种基碱后基变对为的尿修嘧复啶系U统，倾特向异于的把与它T 纠配正对为形C成-GU，-T而，不而 进行这一修复反应的系统主要包括3个基因的产物： Mut ，L Mut S， Mut H，它们能识别 T 并切除掉。 对Mu。t 确T、保MD、NAY复系制统的用高来应度对保碱真基性的。氧化损伤带来不正确的配 氧Y的化运作作用方是式一，种从主三要个的不化同学的损水伤平。上下为图DN描A述的了准M确u性t T把、关M。、
误DN碱A基聚的合插酶入偶。尔能催化不能与模板上的碱基形成氢键的错 行这校种正错，误然，后通再常进由行DN下A一聚个合核酶苷的酸3`的→聚5`合的反校应对。功能立即进 而在某没些有特被殊纠条正。件下，极少数的错误碱基会遗留在DNA链上 这种错误的出现频率约为 10-7 ~ 10-8
是甲基E.化co引li导的的主错要配修修复复系系统统之（一g。ene 8 中称为Mut修复系统） 该修复系统的特点： ① 特异性不强。 ② 能够修复DNA双链结构的任何轻微损伤。
包括：mut T、M、Y， mut H、S、L、 ， dam （ ） 。 dna Q DNA聚合酶Ⅲ的亚基
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mut 基因活性主要表现在 3 个方面： 1、m复参u系与t 基统对因特。编定包码损括的伤：系的识列修别蛋复修白复。，靶属标于，对以错及配直碱接基或对间的接修 2、指确导保修新复合和成纠的正DN有A错链误的的准突确变性链。，而不是野生型链， 3、不复部甲但制基与起化D后始N，的A复复作制起制用始保。蛋白真or才iC有能中关够有起1，1作个而用GA。且TC还，起侧翼到还控有制6个D，N需A要全
甲基化的DNA：ＣＴｍｅＡＧ 半甲基化的DNA： ＧｍｅＡＴＣ
ＧｍｅＡＴＣ
Ｃ ＴＡＧ
2
负化在酶责AD为的aDmNN（6A位D甲置a基m甲化m基e的t化h酶y。l是ase由）d，am其基靶因序编列码就的是DGNAAT腺C嘌/C呤TA甲G基， Dam酶非常重要。其作用①：调控DNA的复制。 复大制肠起杆始菌位染点色区体域，也ori有C。有11个GATC甲基化靶序列，质粒的 CD白N序水A列平复抑降制制低一了，次d它后n是a，AD产的N生A启复了动半制子甲的，基起不始化能蛋的起D白始N。复A。制半，甲导基致化D的naAori蛋
第二章 普遍细胞功能
微生物普遍细胞功能包括
甲基化（与甲基化相关的碱基修复机制） D应N急A反复应制（的热保激真、及S其O完S）好修复
蛋信白号质传的导（运群输体和感分应泌系统） 细胞分裂及进化
本章内容概述： 第一节、增变基因mut 系统引起的DNA损伤修复
12、、
Mut Mut
系利统用识甲别基和化修纠复正D被N氧A化中的的碱错基配及碱其基错误配对碱基
任何微生物细胞都具有识别和修复DNA损伤的功能。 修的复存系活统非与常重DN要A。复制复合体一样复杂，它们对细胞
M本u节t 系将统介如绍何：修复被氧化的碱基和错误配对碱基？ 如何利用甲基化纠正DNA中的错配碱基？ 如何逆转DNA损伤？
一、增变基因 mut 系统参与的损伤修复 、1 Mut 系统识别和修复被氧化的碱基及其错误配对碱基 增显复变提制体高及（，修Em复.u忠ctoa实ltio可r性）提的表高基型1因0的-发1细0生0胞0了倍，突。表变由现。于出某自些发控突制变D率N明A 正纠是正D有N了A增的变错体误这，类以突及变引，导使正我确们修发复现错了误一的系重列要可基以因。 这称类为基增因变起基着因—保—持DmNuAt复（制m与ut修ato复r）的精确性作用。统
、2 Mut 系统利用甲基化纠正DNA中的错配碱基
当成复子制链中上的的错DN配A碱出基现，碱不基会错将配母时链，碱M基u切t 系除统。能为辨什别么出？新合
Mut系统可以识别DNA母链的一个重要特征——甲基化。
特刚基征刚化。复的D制N后A的为双修链复D复N制A中中，发仅生有错亲误本的链系已统甲提基供了化。基这础及种半重甲要
作用②：引导正确的损伤修复。 在用对。错见配图碱示基。的修复方面，Dam 起到重要的导向作 下移图码描突述变。了Mut系统如何指导和修复错配碱基及其
Mut系统的选择性修复 当制全时，部甲产基生化了的一双对链错开配始碱新基一A 轮－复C 其碱中基A。为母链碱基，C为子链的错配 非即切甲割非基甲链化。基链化是腺错嘌配呤碱指基导修并复锁的定靶为标被， 切1Sk、除bL以范上围。相参当与大的，基距因离有GA：TmCu位t H点、 依据亲链，合成正确的子链。 具体的错配修复细节见后述。
D会环则N出状造A现突成聚滑出缺合动失，酶失或如在误移果重码不，复突进形碱变行成基修子。处复链偶的，尔 M尔进变u产行！t 生修系的复统。对单阻新连止合环了成出一D突N次变A移链也码上能突偶够 参与修复蛋白： 和 。 Mut S Mut L
以错配修复（ ）为例， mismatch repair system 了解这一修复过程的特点。
中这一，结错果配证修实复了系人统们功的能猜不测全：。在发生肿瘤的细胞
此部分内容可参考《基因8》：30章“ 癌基因与癌症”
部分增变基因mut 及重要作用归纳如下：
主在复da要高系m参等统（与真的甲基核普基因生遍化有物性酶中及：）重m，，u要也dtnH性发a、Q现。S（了、DMLN、uAt系m聚u统合t 中T酶、SⅢ、M的L、的亚Y同基，源）物。。证明这一修
包括错配、移码、碱基类似物的替代等等。 ③ 修复合成的DNA新链，由 DNA polymerase Ⅲ 完成。
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甲基化介导的错配修复模型
MM位位动M的uuu点点位DtttNＳＳＳ置是是A结含，特非移形合有直异特位成到２至性异时环错个遇的的状从配结到错，结A碱合-G配可构CA基位碱以处。T点A基沿至C-序。CD。G处NA列第第AT。一为二链C止个Hale Waihona Puke Baidu个移。 M内子u切链t 酶切H二开M聚u一t体H个在和切尚M口u未。tＬ甲加基入化。的核DN酸A 降可由至解沿AD-ND3C`AN处聚A，5子合`由，链酶解也。Ⅲ旋可由重酶沿多新U5种合`vr核成D3酸`辅子方外助链向切。。切酶除，
鸟嘌呤G被氧化后的三种修复
遗传物质的忠实卫兵 ！
1、 dGTP在细胞中被氧化，生成
。此时， dG=OTP
Mut
T
可将这一
前体物水解 ，防止其参入DNA中。
2已G异、·不常C当碱再的D基是配N对A游对中。离，的的M将Gu了氧t被化）M氧碱，会化基形检（成G测此切8这-时除O种-G。
3、若当8-O-G在DNA链上保留下 来配除上理对，，C。。当，保将留D此N氧下时A化氧M复碱u化制t基Y的，G将G氧留，会化给聚把的M合碱Gu酶则t基M再与A处切放A
各类生物的错配 修复基因
的或错5大个配肠以核杆上苷菌的酸只错，能配而修。人复类3个则或可3修个复以5下个
细菌
mut S mut L
酵母
MSH2 MLH1
人类
hMSH2 hMLH1
PMS1 hPMS1
hPMS2
mut H
?
?
酿酒酵母的MSH修复系统与E. coli 中的Mut系统同源。
酵母的MSH2提供复合体，识别错配碱基的骨架， MSH3和MSH6提供专一性因子，
Mut S Mut L
共M同ut作S 用识于别利并用结甲合基错化配系碱统基纠，正M含ut错L协配助碱。基的DNA链。
Mut H
Mut H核酸内切酶，切割尚未甲基化的DNA子链。
Mut T
水解游离的、氧化的dG=OTP
Mut M
识别正确 8-O-G·C碱基对，切除与C配对的氧化的G=O
Mut Y
识氧别化的错误G=O8-O-G·A碱基对，把错配碱基A切除，保留下
新生合错成误的的D修N复A。链依据亲本链序列进行校正。一般不会发 E型.的co增li d变am体—。突变型的菌株，自发突变率上升。是一种典 mut系统有助于降低由复制错误引起的突变发生。 这种修复系统由多种蛋白质组成，大多由mut 基因编码。
错配修复系统的普遍性及重要性
因大但错组肠修配杆中复修菌克能复相隆力基似出强因，来于已都大，从具肠其酵有杆产母链菌物和特功。人异能类性与基，
第二节、DNA重组及修复
1234、、、、E重同细.组源胞co：重的li 的是组差重修模错组复型修及复复其制功修错能复误系的统一种重要机制
增变基因mut 系统第引起1节的DNA损伤修复
任何DNA的损伤都会危及细胞的遗传物质组成。 12））损如结少伤二构数可聚受碱分体到基为会干的两扭扰改大曲，变D类可，N：能会A双对影链复响，制序甲、列基转但化录未也过改会程变扭产DN曲生AD物的N理整A双上体螺的结旋阻构。碍。。
问如它能题果只成—D能为N—识修A修别复分复错的子系误靶上统的标出没。碱现有基正内对常在，碱的而基区这的分对置野碱换生基，型中此和的时突任就变何会型一产的个生机都一制可个！ 如: A-G, T-C 哪个碱基是错误的、应该被除去？ D如则N果被A突恢序变复列。的则但碱被是基固（如定错果下配野来碱生。基型）的被碱切基除被，切细除，胞那的么野突生变型型表的型 然向而于，使一野般生情型况得下到，恢切复。除修复的导向不是随意的，而是倾 实验证明：体外三种不同甲基化标记的 λDNA异源双链体。