分子生物学第五六章的损伤修复基因突变重组与转座DNA损伤是指在生物体生命过程中DNA双螺旋结构发生的任何改变。主要分为两种：单个碱基改变双螺旋结构的异常扭曲（链内T二聚体、单链缺口、凸起等）引起DNA损伤的因素很多，包括：DNA分子自发性损伤物理因素损伤化学因素损伤DNA复制过程中的损伤指碱基配对时产生的误差经过DNA聚合酶等综合校对因素作用后仍未被校正的DNA的损伤。如：大肠杆菌DNA复制无DNA聚合酶校正时错配率为10-1~10-2，识别校正后为10-5~10-6，再经过其他因素，错配率达到10-10这类损伤主要包括5种因素指碱基发生烯醇式-酮式结构互变时，氢原子位置的可逆变化，使碱基配对发生改变，这样在复制后的子链上就可能出现错误。如：A、C或G、T错配主要指胞嘧啶C、A和G分子结构中都含有环外氨基，氨基有时会自动脱落，使得C变为U，A变为I，G变为X，当DNA复制时，会在链中产生错误导致损伤。A—I—C(非T)下一轮C—G导致AT—GC引起突变C—U–A(非G)下一轮A—T导致GC—AT引起突变亚硝酸盐、羟胺诱变剂DNA复制时，无论模板还是新生链都会发生碱基的环出现象，即DNA聚合酶发生“打滑”，引起一个或数个碱基的插入或缺失。尤其是模板上有几个相同的碱基情况。细胞的氧化代谢产生的氧自由基活性很高，DNA碱基至少会遭受到20种氧化损伤。活性氧为氧分子电子数大于O2的O2-可与C、A配对，DNA聚合酶不能矫正其错误，造成GC—TA颠换，这种损伤可以积累。DNA分子在生理条件下可通过自发性水解，使嘌呤碱和嘧啶碱从磷酸脱氧核糖骨架上脱落下来。哺乳动物每个细胞每20h脱去的嘌呤碱和嘧啶碱数分别平均为1000个和500个。紫外线(UV)照射引起的DNA损伤主要是同一条链内相邻2个嘧啶形成嘧啶二聚体，阻碍DNA的复制和转录。ATTCGAGTTAGCTAAGCTCAATCG因此人皮肤照射紫外线，伤害很大，致癌电离辐射引起DNA损伤直接引起DNA理化性质改变细胞水分解离，产生氧自由基诱变碱基改变最终能引起DNA链断裂及DNA链间交联，DNA-蛋白交联等。烷化剂对DNA的损伤烷化剂是一类亲电子化合物，很容易与体内大分子负电中心作用。当烷化剂和DNA作用时，可以将烷基加到核酸的碱基上去。结果是形成链内或链间交联。碱基类似物对DNA的损伤是一类结构与碱基相似的人工化合物，5-溴尿嘧啶（5-BU）与U结构类似，酮式能与A配对，烯醇式能与G配对。结果引起A-T----G-C转变。DNA修复是生物体细胞在长期进化中形成的一种保护功能，在遗传信息传递的稳定性方面具有重要作用。直接修复切除修复错配修复重组修复易错修复和SOS应急反应直接修复切除修复核苷酸片段切除修复当DNA链上相应位置的核苷酸发生损伤，导致双链之间无法形成氢键，则由核苷酸切除修复(nucleotide-excisionrepair)系统负责修复。损伤发生后，首先由DNA切割酶(exci-nuclease)在已损伤的核苷酸5’和3’位分别切开磷酸糖苷键，产生一个由12～13个核苷酸(原核生物)或27～29个核苷酸(人类或其他高等真核生物)的小片段，移去小片段后由DNA聚合酶Ⅰ(原核)或ε(真核)合成新的片段，并由DNA连接酶完成修复中的最后一道工序。错配修复此后，只要两条DNA链上碱基配对出现错误，错配修复系统就会根据“保存母链，修正子链”的原则，找出错误碱基所在的DNA链，并在对应于母链甲基化腺苷酸上游G的5'位置切开子链。切除修复发生在下一轮DNA修复前，又称复制前修复。机体细胞对在复制起始时尚未修复的DNA损伤部位可以先复制再修复，这种方式称为重组修复。这个过程发生在复制后，又称复制后修复。复制重组修复机制的缺陷，有可能导致肿瘤发生。已经发现，妇女Brca1和Brca2两个基因如果有缺陷，发生乳腺癌的概率为80%。这两个蛋白质参与重组修复。错配修复、直接修复、切除修复和重组修复都能够识别DNA的损伤部位或错配碱基而加以消除，在这些修复过程中不引入错误碱基，属于避免差错的修复。当无法为修复提供正确模板时，如模板链损伤、双链断裂、双链交联等，正常复制受阻，导致易错修复。许多能造成DNA损伤或抑制DNA复制的过程能引起一系列复杂的诱导效应，这种效应称为应急反应(SOSresponse)。SOS包括诱导DNA损伤修复、诱变效应、细胞分裂的抑制以及溶源性细菌释放噬菌体等，细胞癌变也与SOS反应有关。SOS反应是细胞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。SOS反应诱导的修复系统包括：避免差错的修复（errorfreerepair）和易产生差错的修复（errorpron