甘肃农业大学：《分子生物学》课程教学资源（课件讲稿）第六章 DNA的损伤、修复和基因突变

第六章DNA的损伤、修复和基 因突变 《4cTI 甘新装业大学

第六章 DNA的损伤、修复和基 因突变

DNA的损伤 口DNA损伤：在生物体生命过程中DNA双螺旋结 构发生的任何改变 口包括： 口单个碱基的改变一通过序列的变化改变子代 遗传信息 口双螺旋结构的异常扭曲— 对DNA复制或转录 产生生理性伤害 口产生因素：自发性损伤、代谢物质、物理、化 学因素引起的损伤 甘新装业大学

DNA的损伤 DNA损伤：在生物体生命过程中DNA双螺旋结 构发生的任何改变 包括： 单个碱基的改变——通过序列的变化改变子代 遗传信息 双螺旋结构的异常扭曲——对DNA复制或转录 产生生理性伤害 产生因素：自发性损伤、代谢物质、物理、化 学因素引起的损伤

▣1、自发性损伤 口互变异构移位：碱基发生烯酮式一酮式结构互变 口脱氨基作用：ACG脱氨基AI( C→U DNA聚合酶的“打滑”：引起一个或数个碱基 的插入或缺失 口活性氧引起的诱变：H,O2对DNA造成氧化损伤 ▣碱基缺失：自发性水解 甘新装业大学

1、自发性损伤 互变异构移位：碱基发生烯酮式—酮式结构互变 脱氨基作用： A C G 脱氨基 A→I C→U  DNA聚合酶的“打滑”：引起一个或数个碱基 的插入或缺失 活性氧引起的诱变： H2O2对DNA造成氧化损伤 碱基缺失：自发性水解

口2、物理因素 口UV照射电离辐射 口3、化学因素 口烷化剂 碱基类似物 甘萧策业大学

2、物理因素  UV照射 电离辐射 3、化学因素  烷化剂 碱基类似物

DNA的修复 ▣DNA的修复：生物体细胞在长期进化过程中形 成的一种保护功能，维持遗传信息的稳定性。 口修复系统有五种： 口切除修复 口错配修复 口直接修复 口重组修复 ☐易错修复 甘斋装业大学

DNA的修复 DNA的修复：生物体细胞在长期进化过程中形 成的一种保护功能，维持遗传信息的稳定性。 修复系统有五种： 切除修复 错配修复 直接修复 重组修复 易错修复

1、切除修复 口1)碱基切除修复 口修复单个碱基缺陷的损失 口特异性酶识别损失部位，切除该碱基，DNA聚合酶 合成新链，连接酶连接 ▣2)核苷酸片段切除修复 口DNA双螺旋结构有较大的损失变性时，以核苷酸片 段切除修复为主 甘新装业大学

1、切除修复 1）碱基切除修复 修复单个碱基缺陷的损失 特异性酶识别损失部位，切除该碱基，DNA聚合酶 合成新链，连接酶连接 2）核苷酸片段切除修复 DNA双螺旋结构有较大的损失变性时，以核苷酸片 段切除修复为主

ABC excinuclease bound to DNA DNA lenion 6 (a) 核苷酸切除修复 3 (b) DNA polymerase I DNA ligase g 6 (c) 甘斋装业大学

核苷酸切除修复 核苷酸切除修复

DNA的损伤和切除修复 碱基丢失 碱基缺陷或错配 结构缺陷 mnΠ Trnmmmn TTTTTTTVTTTTTTTT LLLLELLIUALTLE 切开AP核酸内切酶 切开 核酸内切酶 切除 核酸外切酶 切除核酸外切酶 修复 DNA聚合酶I 连接 DNA连接酶

碱基丢失 碱基缺陷或错配 结构缺陷 切开 核酸内切酶 切除 核酸外切酶 DNA聚合酶I DNA连接酶 AP核酸内切酶 核酸外切酶 切开 切除 修复 连接 DNA的损伤和切除修复

2、错配修复 口原核细胞内存在Dam甲基化酶，能使位于 5GATC序列中腺苷酸的N6位甲基化。 口复制后DNA在短期内（数分钟）为半甲基化的 GATC序列，一旦发现错配碱基，即将未甲基 化链切除并包含一段错误碱基的序列，并以甲 基化的链为模板进行修复。 甘新装少大学

2、错配修复 原核细胞内存在Dam甲基化酶，能使位于 5`GATC序列中腺苷酸的N6位甲基化。 复制后DNA在短期内（数分钟）为半甲基化的 GATC序列，一旦发现错配碱基，即将未甲基 化链切除并包含一段错误碱基的序列，并以甲 基化的链为模板进行修复

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据母链甲基化原则找出错配碱基的示意图