生物化學(xué)第34章dna的復(fù)制和修復(fù)-資料下載頁(yè)
2025-01-18 02:17本頁(yè)面
【正文】 ， 并以甲基化的舊鏈為模板進(jìn)行修復(fù)合成 。 錯(cuò)配修復(fù) 在大腸桿菌中 ， Mut S二聚體識(shí)別并結(jié)合到DNA的錯(cuò)配堿基部位 ， Mut L與 Mut S結(jié)合 ， 二者組成的復(fù)合物可沿著 DNA雙鏈向兩個(gè)方向移動(dòng) ， DNA由此形成突環(huán) 。 復(fù)合物的移動(dòng)需要水解 ATP提供能量 。 當(dāng)遇到 GATC序列時(shí) ， Mut H核酸內(nèi)切酶結(jié)合到Mut SL上 ， 并在未甲基化的新鏈 GATC的 5’端切斷 。 錯(cuò)配修復(fù) 如果切開處位于錯(cuò)配堿基的 3’側(cè) ， 由核酸外切酶 Ⅰ 或核酸外切酶 Ⅹ 沿 3’→ 5’方向切除核酸鏈 ， 如果切開處位于錯(cuò)配堿基的 5’側(cè) ， 則由核酸外切酶 Ⅶ 或Rec J沿 5’→ 3’方向切除核酸鏈 。 在此切除過(guò)程中 ，解旋酶和 SSB幫助鏈的解開 。 切除的鏈可長(zhǎng)達(dá) 1000個(gè)核苷酸以上 ， 直到將錯(cuò)配堿基切除 。 新的 DNA鏈由 DNA聚合酶 Ⅲ 和 DNA連接酶合成并連接 。 DNA的甲基化 replication For a short period following replication, the template strand is methylated and the new strand is not. Hemimethylated DNA Methylated DNA Dam methylases 錯(cuò)配修復(fù)(尋找切割位點(diǎn)) Mut S Mut L 錯(cuò)配修復(fù)(尋找切割位點(diǎn)) Mut H Mut H cleaves the unmodified strand 錯(cuò)配修復(fù)（切除和合成） Mut S Mut L Mut H MutLMutS DNA helicase Ⅱ exonuclease Ⅶ or RecJ nuclease DNA polymerase Ⅲ SSB MutLMutS DNA helicase Ⅱ exonuclease Ⅰ or exonuclease Ⅹ DNA polymerase Ⅲ SSB （二）直接修復(fù) 紫外線照射可以 使 DNA分子中同一條鏈上相鄰的兩個(gè)胸腺嘧啶堿基之間形成二聚體 。 其它嘧啶堿基之間也能形成類似的二聚體 ， 但數(shù)量較少 。嘧啶二聚體的形成 ， 影響了 DNA的雙螺旋結(jié)構(gòu) ，使其復(fù)制和轉(zhuǎn)錄功能均受到阻礙 。 嘧啶二聚體的結(jié)構(gòu) 嘧啶二聚體的光復(fù)活 直接解開嘧啶二聚體 O6甲基鳥嘌呤的修復(fù) O6甲基化的鳥嘌呤在 O6甲基鳥嘌呤 DNA甲基轉(zhuǎn)移酶作用下 ， 可將甲基轉(zhuǎn)移到酶自身的半胱氨酸殘基上 。 甲基轉(zhuǎn)移酶因此而失活 ， 但卻成為其自身基因和另一些修復(fù)酶基因轉(zhuǎn)錄的活化物 ， 促進(jìn)它們表達(dá) 。 （三）切除修復(fù) 切除 修復(fù)就是在一系列酶的作用下 ， 將 DNA分子中受損傷的部分切掉 ， 然后以完整鏈為模板 ， 合成出切掉的部分 ， 使 DNA恢復(fù)正常的過(guò)程 。 一些糖苷酶能夠識(shí)別錯(cuò)誤的堿基 ， 將這些堿基水解 ， 使得這些部位無(wú)堿基 （ apurinic or apyrimidinic site） ， 稱為 AP位點(diǎn) 。 一旦 AP位點(diǎn)形成 ， 即有 AP核酸內(nèi)切酶在 AP位點(diǎn)附近將 DNA鏈切開 ， 然后核酸外切酶將包括 AP位點(diǎn)在內(nèi)的一段 DNA鏈切掉 。 DNA聚合酶 Ⅰ 和 DNA連接酶補(bǔ)上缺口 。 另一種切除修復(fù)是利用切除酶在損傷部位的兩側(cè)切開 ， 除去錯(cuò)誤片段 ， 再合成出正確的序列 。 切除修復(fù) 堿基缺陷或錯(cuò)配 結(jié)構(gòu)缺陷 切掉錯(cuò)誤堿基 N糖苷酶 切開 核酸內(nèi)切酶 切開 核酸內(nèi)切酶 切開 AP核酸內(nèi)切酶 修復(fù) DNA聚合酶 連接 DNA連接酶 （四）重組修復(fù) 上述切除修復(fù)過(guò)程發(fā)生在 DNA復(fù)制之前 ， 稱為復(fù)制前修復(fù) 。 當(dāng) DNA復(fù)制時(shí)尚未修復(fù)的部位也可以先復(fù)制 ， 再修復(fù) ， 這種修復(fù)稱為復(fù)制后修復(fù) 。 復(fù)制酶系在損傷部位無(wú)法通過(guò)堿基配對(duì)合成新鏈 ， 它就跳過(guò)損傷部位 ， 在下一個(gè)岡崎片段的起始位置或前導(dǎo)鏈的相應(yīng)位置上重新合成引物和新鏈 ，結(jié)果子代鏈上留下了缺口 。 這個(gè)缺口可以通過(guò)重組加以彌補(bǔ) 。 重組修復(fù)的結(jié)果 ， 兩個(gè)子代雙鏈 DNA中一個(gè)正常 ， 另一個(gè)仍有損傷 。 經(jīng)過(guò)多代繁殖后 ， 損傷的DNA被稀釋 。 DNA重組 交換點(diǎn) 交叉 著絲點(diǎn) 重組修復(fù) 復(fù)制 重組 修復(fù) ｝ 異常子代雙鏈 ｝ 正常子代雙鏈 ｝ 異常親代雙鏈 （五）應(yīng)急反應(yīng) （ SOS）和易錯(cuò)修復(fù) 許多 造成 DNA損傷或抑制復(fù)制的處理均能引起一系列復(fù)雜的誘導(dǎo)效應(yīng) ， 稱為應(yīng)急反應(yīng) （ SOS response） 。 SOS反應(yīng)包括誘導(dǎo) DNA損傷修復(fù) 、 誘變效應(yīng) 、 細(xì)胞分裂的抑制以及溶原性細(xì)菌釋放噬菌體等 。 RecA蛋白在有單鏈 DNA和 ATP存在時(shí)被激活 ，然后促進(jìn) LexA的自身水解酶活性 ， 使得 LexA自我降解 ， 導(dǎo)致許多受 LexA抑制的基因表達(dá) 。 SOS反應(yīng)的機(jī)制 rexA大量表達(dá)→ LexA分解 →靶基因表達(dá) 易錯(cuò)修復(fù) 易錯(cuò)修復(fù)就是利用沒(méi)有校對(duì)活性的 DNA聚合酶進(jìn)行復(fù)制 ， 堿基不配對(duì)也繼續(xù)復(fù)制 ， 結(jié)果產(chǎn)生出高的突變率 。 三、 DNA的突變 DNA作為遺傳物質(zhì)有 3個(gè)功能： 一 、 通過(guò)復(fù)制將遺傳信息由親代傳遞給子代； 二 、 通過(guò)轉(zhuǎn)錄使遺傳信息在子代中得以表達(dá)； 三 、 通過(guò)變異在自然選擇中獲得新的遺傳信息 。 （一）突變的類型 ： 原來(lái)的一對(duì)堿基由另一對(duì)堿基取代 ， 稱為點(diǎn)突變 。 嘌呤變成另一種嘌呤 ， 嘧啶換成另一種嘧啶稱為 轉(zhuǎn)換 。 嘌呤換成嘧啶 ， 嘧啶換成嘌呤稱為 顛換 。 由于堿基的置換使得密碼子的意義發(fā)生改變稱為錯(cuò)義突變 ， 若使密碼子變成終止密碼稱為無(wú)義突變 。 無(wú)義突變會(huì)使翻譯提前終止 。 ： DNA鏈中缺失或增加的核苷酸數(shù)目非3的倍數(shù)時(shí)稱為移碼突變 。 移碼突變?cè)斐砷喿x框改變 ，使得翻譯產(chǎn)物 失活 。 （二）誘變劑的作用 誘變的因素一般分為物理因素和化學(xué)因素 。 ： 堿基類似物 、 堿基修飾劑 、 嵌入染料等 。 ： 包括紫外線照射 、 電離輻射 、放射線等 。
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