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更容易以烯醇型異構(gòu)體存在,因而鳥嘌呤更易與它配對,故可使正常的 %@變成>=。同理,1氨基嘌呤也是腺嘌呤的類似物,可與胞嘧啶形成氫鍵,使 %@突變?yōu)?>=。 !!由于密碼是沒有標(biāo)點符號的,所以單個或少數(shù)堿基的缺失或插入所引起的突變常常能使基因的閱讀框發(fā)生改變。這種突變又被稱為移碼突變。經(jīng)移碼突變的基因,其轉(zhuǎn)錄的 /F$%翻譯產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)和功能都會發(fā)生明顯的改變。 !!從進(jìn)化角度看,基因突變使物種得以改變,生物界變得多姿多彩。但生命個體基因的突變常常打破機(jī)體原有的協(xié)調(diào)與適應(yīng)關(guān)系。從醫(yī)學(xué)角度來講,突變危及人類的生命與健康。一切致病基因噴霧干燥機(jī)都因突變而產(chǎn)生。生殖細(xì)胞的突變能導(dǎo)致后代發(fā)生分子。锤鞣N遺傳病)。體細(xì)胞突變能導(dǎo)致腫瘤發(fā)生。誘變劑與 #"!第三篇 !遺傳信息的傳遞致癌物質(zhì)在癌癥的發(fā)生上有極大的相關(guān)性。如環(huán)境污染、工業(yè)廢氣與汽車尾氣,以及日常用品(藥物、化妝品、佐料等)中含有多種致癌成分,避免與它們接觸具有一定的保健作用。三、 !"#的損傷及修復(fù) !!某些理化因素,如電離輻射、紫外線和化學(xué)誘變劑等,都能造成 "#$的損傷。 "#$的損傷包括堿基的更替、丟失,骨架中磷酸酯鍵的斷裂,兩條鏈之間形成交聯(lián)等。這些損傷可導(dǎo)致生物突變,甚至死亡。然而在一定條件下,生物體能使其 "#$的損傷得到修復(fù)。這種修復(fù)作用是生物在長期進(jìn)化過程中獲得的一種保護(hù)功能。!!在紫外線的照射下, "#$分子中同一鏈上相鄰的嘧啶堿基之間可共價連接,形成二聚體。兩個相鄰的胸腺嘧啶之間形成二聚體((G ()(圖 %& %’)。
其他嘧啶堿基之間也能形成二聚體( )G (、)G )),但數(shù)量較少。嘧啶二聚體的形成影響 "#$的雙螺旋結(jié)構(gòu),阻礙其復(fù)制及轉(zhuǎn)錄的功能。 !!細(xì)胞內(nèi)具有一系列起修復(fù)作用的酶系統(tǒng),可以去除 "#$分子上的損傷,恢復(fù) "#$的正常雙螺旋結(jié)構(gòu)。修復(fù)的方式主要有以下幾種。 !!(一)酶學(xué)光復(fù)活 !!光復(fù)活是一種修復(fù)過程。幾乎所有的生物細(xì)胞中都含有一種光復(fù)活酶( *+,-,./01-230-245 /4678/)或稱光裂解酶(*+,-,970:/)。此酶在可見光的作用下被激活后與 "#$分子上的嘧啶二聚體結(jié)合,并在兩個輔助因子(;$"<&,蝶呤)的協(xié)同下打開二聚體。使損傷的 "#$恢復(fù)正常結(jié)構(gòu)。 !!(二)切除修復(fù) !!切除修復(fù)是在一系列酶的作用下,將 "#$分子中損傷部分切除,并以完整的另一條鏈為模板,修補(bǔ)切除的部分,使 "#$恢復(fù)正常結(jié)構(gòu)。切除修復(fù)可分為堿基切除修復(fù)及核苷酸切除修復(fù)。 ! !%=堿基切除修復(fù) !!堿基切除修復(fù)包括甲基化的、脫氨基的( )的脫氨基生成的 >)、氧化的堿基的切除修復(fù)以及無堿基(0?0:21 $@)位點的修復(fù)。一類 "#$糖基化酶( 5971,:790:/)從 "#$骨架上切除損傷的堿基,此類酶切斷糖堿基之間的糖苷鍵,留下一個無堿基的脫氧核糖。這個糖由一種無堿基核酸內(nèi)切酶( $@ /4A,4B1C 9/0:/)從 ’D端斷裂磷酸二酯鍵。另一種 $@裂解酶($@ 970:/)在 ED端切斷,產(chǎn)生的單一核苷酸空隙由 "#$聚合酶及連接酶封閉(圖 %& %F)。 ! !&=核苷酸切除修復(fù) !!核苷酸切除修復(fù)在各種損失中起作用,特別包括大的加成或 "#$雙螺旋結(jié)構(gòu)的畸變( A2:-,.-2,4)。如致癌劑黃曲霉素或化療藥順鉑(12:*90-24)以及堿基的錯配和 "#$的小環(huán)(9,,*),均可通過此途徑除去。
!!人類切除修復(fù) "#$大約需要 %F種蛋白因子參加。切除修復(fù)可分以下幾個步驟: !!%)通過特異的核酸內(nèi)切酶識別損傷部位。 !!&)由酶的復(fù)合物在損傷的兩邊切除幾個核苷酸。 !!E)以另一條完整的 "#$鏈為模板,在 "#$聚合酶 !或其他的 "#$聚合酶作用下,按 ’D!ED方向進(jìn)行修復(fù)合成。 !!G)"#$連接酶將所合成的 "#$鏈與原來的鏈接上(圖 %& %H)。 !!(三)復(fù)制后重組修復(fù)(子鏈間隙的修復(fù)) 圖 %& %’! "#$損傷造成嘧啶二聚體形成 第十二章 $ %&’的生物合成"!!圖 !" !#$ %&’堿基切除修復(fù) ’(圓圈表示錯誤的堿基; )(一種 %&’糖基化酶切除錯誤的堿基; *( ’+內(nèi)切核酸酶及 ’+裂解酶切除磷酸二酯鍵及糖基; %( %&’聚合酶填補(bǔ)單一核苷酸; ,( %&’連接酶封閉圖 !" !-$核苷酸切除修復(fù) ’( %&’一條鏈損傷; )、*(核酸內(nèi)切酶識別損傷部位并在損傷部位的兩端切除一段 %&’; %( %&’聚合酶以另一條完好的 %&’鏈為模板合成一段新的 %&’;,(缺口處由 %&’連接酶封閉 $$許多損傷可以阻斷復(fù)制。如果復(fù)制越過損傷部位重新開始復(fù)制,或當(dāng)損傷的 %&’片段較長時,損傷不能完全修復(fù)。 %&’復(fù)制后,子代 %&’在損傷的對應(yīng)部位出現(xiàn)空隙,通過分子間的重組,從完整的母鏈上將相應(yīng)的堿基順序片段移至子鏈的空隙處。即從與子鏈方向相同的母鏈上切下一段移植到子鏈上。母鏈留下的空隙再以另一條完好的母鏈做模板,在 %&’聚合酶的作用下合成的多核苷酸鏈補(bǔ)上母鏈的空隙。最后由 %&’連接酶封閉缺口(圖 !" !.)。這種復(fù)制后重組( /01234/56782609 3470:;6982609)修復(fù)盡管損傷依然存在,但子代 %&’損傷的空隙被補(bǔ)上了。 $$(四)旁路合成修復(fù) #"!第三篇 $遺傳信息的傳遞圖 !" !#$ %&’的重組修復(fù) ’( %&’一條鏈損傷(如含有嘧啶二聚體);)( %&’復(fù)制后,其中一個子代是正常的,而另一個子代的一條鏈出現(xiàn) $$空隙; *(正常子代中原來自母鏈的一段 %&’序列通過重組,將缺損部分修復(fù); %(最后,再以子代中完整的鏈為模板,修補(bǔ)缺失的互補(bǔ)序列 $$當(dāng)損傷發(fā)生在模板鏈時,有一些保真性不高的旁路 %&’聚合酶通過損傷的間隙繼續(xù)合成,這個過程稱旁路合成(+,-.// /,0123/4/)。校讀非常準(zhǔn)確的聚合酶不能進(jìn)行這種合成。聚合酶準(zhǔn)確性的下降會增加錯誤核苷酸的摻入率。但這種傷害的后果要比長時間(或暫時)阻斷復(fù)制小得多(圖 !"