分子生物学课件-3-DNA的修复和转座.ppt

DNA作为遗传物质的两个特性： 稳定性: maintaining individual and species 变异性:for evolution 在进化过程中生物细胞所获得的修复DNA损伤的能力是生物能保持遗传稳定性的关键。细胞中能进行修复的生物大分子只有DNA，表明DNA对生物的重要性。 在生物进化中，变异与遗传是普遍存在的既对立又统一的矛盾，DNA分子的变化并不是全部都可被修复的，因此生物才有变异和进化。 DNA变异的三个主要来源： DNA复制不准确性 外界环境或内部因素对遗传物质的损伤 转座子（Transposon ）元件的插入造成 （1）DNA复制不准确性 DNA复制是严格而精确的事件，但也可能发生错误。虽然有碱基互补配对和 pol的校正作用，但错配率仍有10 -10 左右。 Mutations arise not only from errors in replication but also from damage to the DNA. Some damage is caused, as we shall see, by environmental factors, such as radiation and so-called mutagens（诱变剂）, which are chemical agents that increase the rate of mutation But DNA also undergoes spontaneous damage depends on an aqueous environment 　①　电离辐射 　Ionizing （x-and γ-rays）and nonionizing （UV）radiation produce a variety of DNA lesions. 受到紫外线照射时，DNA链上相邻的嘧啶以共价键连接形成二聚体。(P56,图2-32） 　②　化学因素 　　 烷化剂：硫酸二甲酯，甲烷磺酸甲酯等使碱基烷化，导致复制时碱基错配。 如鸟嘌呤Ｎ７被烷化后，与Ｔ配对，使Ｇ－Ｃ转变为Ａ－Ｔ。 硝酸盐：亚硝酸盐能使C脱氨变成U，经过复制就可使DNA上的G-C变成 A-T对。 DNA is also subject to attack from reactive oxygen species (for example, O2-. H2O2, and OH·). 　碱基类似物：如５－溴尿嘧啶（5-BU）， ５-氟尿嘧啶(5-FU)等，它们的结构与碱基相似，进入细胞能代替正常的碱基参入到DNA连中而干扰DNA的复制。 5-BU与T结构相似，在酮式时，与A配对；它呈烯醇式结构，与G配对。在复制时导致A-T转换为G-C 嵌入试剂可以导致一个甚至几个碱基对的插入或缺失 The Ames test（艾姆斯氏试验） (检查化学物质潜在的致癌作用，可以从其诱变能力方便的估计) ③ 碱基自发改变造成的损伤 碱基的互构异变，会使碱基间发生错配，使A-C,G-T。 DNA的水解或脱-NH2：碱基环外的-NH2有时会发生自行脱落，使C→U,A→I (次黄嘌呤）， G→X (黄嘌呤）；复制时U-A， I- C， I -X 配对，导致子代DNA序列错误. 最常见和最重要的水解损伤是胞嘧啶的脱氨基。（P54,图2-30) 脱氨基作用使腺嘌呤转变为次黄嘌呤 （ hypoxanthine，I）, which hydrogen bonds to cytosine rather than to thymine; 鸟嘌呤转变为黄嘌呤 (xanthine), which continues to pair with cytosine, though with only two hydrogen bonds. DNA 也会自发水解C-N糖苷键而发生脱嘌呤作用 （depurination）, 在 DNA分子中产生无碱基位点。 DNA 复制错误和DNA损伤会导致以下两种结果： Some kinds of damage, such as thymine dimers or nicks and breaks in the DNA backbone, prevent its use as a template for replication and transcription. Other kinds of damage create altered bases that have no immediate structural consequence on replication but cause mispairing; these