分子生物学 第 2 章 第 5 节：DNA 的突变与修复

#分子生物学 #基因突变

2.5.1 错配修复mismatch repair

  • 系统识别新合成链种的错配并加以校正，DNA 子链中的错配几乎完全能被修正，充分反映了母链序列的重要性
  • 原则：保存母链，修正子链
  • 标记母链的方法：母链在复制时会被打上甲基化的标签，方便识别

2.5.2 切除修复

① 碱基切除修复base-excision repair

  • 糖苷水解酶能特异性切除受损核苷酸上的 N-β 糖苷键，在 DNA 链上形成去嘌呤或去嘧啶位点，统称为 AP 位点
  • AP 位点：DNA 链上去除碱基的位点
  • DNA 分子中一旦产生了 AP 位点，AP 内切核酸酶就会把受损核苷酸的糖苷-磷酸键切开，并移去包括 AP 位点核苷酸在内的小片段 DNA，由 DNA 聚合酶Ⅰ合成新的片段，最终由 DNA 把两者连接成新的被修复的 DNA 链

② 核苷酸切除修复nucleotide-excision repair

  • 当 DNA 链上相应位置的核苷酸发生损伤，导致两链之间无法形成氢键，则由核苷酸切除修复系统负责修复

2.5.3 同源重组修复和非同源末端连接

  • 当 DNA 发生双链断裂时，可通过同源重组修复 （homologous recombination repair，HR） 和非同源末端连接 （non-homologous endjoining，NHEJ） 来进行修复
  • 同源重组修复HR
    • 又被称为：复制后修复
    • 是一种高保真error-free修复方式
    • 机体在对复制起始时尚未修复的 DNA 损伤部位可以先跳过，在子链中留下一个对应损伤序列的缺口。复制完成后，从同源 DNA 母链上将相应未损伤核苷酸序列片段移至子链缺口处，然后再用新合成的序列补上母链空缺
  • 非同源末端连接NHEJ
    • 一种易错修复方式

[!NOTE] 个人的理解，NHEJ 是直接把断裂 DNA 双链中错误的、无法配对的核苷酸切除到只剩平末端，再连接在一起。只能算是勉强把 DNA 的断裂连上了，而没有修复错误的核苷酸信息，不能算真正的修复

2.5.4 DNA 的直接修复

  • 直接修复是把损伤的碱基回复到原来状态的一种修复
  • 如：DNA 光解酶photolyase
  • 又如：甲基转移酶：防止形成 G-T 配对

2.5.5 跨损伤合成translesion synthesis，TLS

  • 是一种易错修复
  • 也被称为“跨缺刻复制”或“备份复制backup synthesis”
  • 在 DNA 链复制过程中，当 DNA 聚合酶遇到未被修复的损伤而停顿时，复制机器必须越过损伤防止复制叉崩塌，机体必须启动 TLS 系统并忽略已存在的损伤
  • TLS 在掺入核苷酸时不依赖于碱基配对

[!NOTE] TLS 即在遇到损伤时随便加一个核苷酸上去草草了事，不保证准确性，只保证复制能进行下去。课本评：“好死不如赖活着”

2.5.6 SOS 修复系统

  • 是一种易错修复
  • SOS 修复SOS repair系统是细胞 DNA 受到损伤或复制系统受到抑制的紧急情况下，细胞为求生存而产生的一种应急措施，允许新生的 DNA 链越过胸腺嘧啶二聚体继续复制，其代价是保真度的极大降低
  • 意义
    • DNA 修复
    • 产生变异