黑龍江大學
課程**
題目：dna損傷修復---重組修復
系院：生命科學學院
專業：生物工程
起止時間：2023年5月—— 2023年6月
dna損傷修復---重組修復
摘要：dna損傷修復(repair of dna damage)在多種酶的作用下,生物細胞內的dna分子受到損傷以後恢復結構的現象。 dna損傷修復的研究有助於了解基因突變機制,衰老和癌變的原因還可應用於環境致癌因子的檢測。
dna損傷的修復模式有很多種在這裡主要談有關重組修復方面的
關鍵詞：重組修復、同源重組修復、dna損傷
dna damage and repair --- recombination repair
liudongdong
(the 1th class of biotechnology , college of life science, heilongjiang university, harbin, 150080)
abstract：dna damage repair (repair of dna damage) in the role of a variety of enzymes, the dna molecules within living cells by the phenomenon of structural damage after recovery. dna damage and repair studies help to understand the reasons for the gene mutation mechanisms, aging and cancer, can also be applied to the detection of the environmental carcinogen.
dna damage repair model there are many, here mainly with regard to recombination repair.
key words：recombination repair、homologous recombination repair、dna damage
重組修復(recombination repairing)：複製含有嘧啶二聚體或其它結構損傷的dna，但當複製到損傷的部位時，子代dna鏈中與損傷部位相對應的部位出現缺口，新合成的子鏈比未損傷的dna鏈要短一些。完整的母鏈與有缺口的子鏈重組，缺口由母鏈來的核苷酸片段彌補。
合成重組後，母鏈中的缺口通過dna多聚酶的作用，合成核苷酸片段，然後由連線酶使新片段與舊鏈聯結，重組修復完成。
重組修復的主要步驟有：複製：含有tt或其他結構損傷的dna仍然可以正常的進行複製，但當複製到損傷部位時，子代dna鏈中與損傷部位相對應的位置出現切口，新合成的子鏈比未損傷的dna鏈要短。
重組：完整的母鏈與有缺口的子鏈重組，缺口由母鏈來的核苷酸片段彌補。再合成：
重組後母鏈中的缺口通過dna多聚酶的作用合成核酸片段，然後由連線酶使新片段與舊鏈連線，至此重組修復完成。重組修復並沒有從親代dna中去除二聚體。重組蛋白質則可能通過其蛋白質間相互作用而組成大的蛋白質複合物或重組體,並裝配於dna 受損部位以啟動同源重組修復。
在對dna 損傷劑反應時,rad51、rad51 同系物及其他許多已知的重組蛋白質共定位於核內,這類核灶區的形成表明dna 雙鏈斷裂修復正在進行[1]。另外,該複製叉也可回行並以一條原始鏈為模板而進行斷裂鏈修復, 這將導致新合成的兩條鏈退火和在複製叉處形成四道聯接,從而完成rad51依賴性的dna 同源重組修復[2]。在同源重組配對及鏈交換過程中rad51必須首先裝配於單鏈dna而形成核蛋白細絲, 在該核蛋白細絲中,dna以高度伸展狀態與蛋白質結合。
雖然尚未完全確定各種rad51同系物和或其複合物的精確的生物學功能及其分子作用機制,但在5種人類rad51同系物分別缺陷的5種突變細胞中由dna 損傷而誘導的rad51 核灶區的形成均顯著減弱,因而提示5種人類rad51 同系物均參與將rad51 送至dna 損傷部位的過程[3]。同源重組修復(hr)是一種重要的修復機制,對維持遺傳物質的正常功能和穩定性具有重要作用[4]。x線修復交叉互補基因2和x線修復交叉互補基因3(xrcc3)編碼的蛋白是參與hr的元件,可修復dna鏈的斷裂和交聯損傷[5]。
目前研究認為,和的多型是兩個基因最為重要的多型,影響到它們編碼產物修復dna損傷的能力[6,7],與機體對多種毒物或致癌物的易感性有關。修復不正確也會引起基因的突變和染色體的重組。真核生物對這些斷裂的修復有兩種機理:
非同源末端連線和同源重組。的過程:hr的分子機制最早在細菌和酵母中被闡明,在哺乳動物中保守。
hr需要有乙個與損傷區域的dna序列具有高度同源性的完整雙鏈dna 分子作為模板,其中首選的模板是損傷分子的姐妹染色單體。hr的主要過程可分為:(1)dna損傷位點的加工處理;(2)鏈侵入和修復性合成;(3)holliday聯結的形成與解離[8]。
hr修復的關鍵步驟是rad51依賴性鏈侵入過程。rad51是大腸桿菌reca在真核細胞中的同源物,具有dna依賴的atpase活性,是hr修復通路的核心分子,催化同源序列的尋找、鏈配對和鏈交換過程。rad51引導核蛋白絲識別同源dna 模板並催化dna鏈的配對、延伸、形成holliday 聯結完成鏈交換過程。
holliday聯結經核酸酶和連線酶切割和再連線後解體,得到兩個完整的雙鏈dna 分子[9]。2.參與hr調控的重要分子:
除上文中提到的直接參與hr的分子,還有多個分子對hr 通路起著重要的調控作用, 如atm、atr、brca1、brca2、p53等。atm缺失細胞株具有染色體不穩定、對電離輻射敏感、細胞週期阻滯缺陷等特徵。atr是at和rad3相關型蛋白。
兩者同屬pi3kk 家族, 是調控細胞dna損傷啟用的各條訊號通路的核心分子, 能夠識別損傷並通過磷酸化下游分子如h2ax、smc1、chk1、chk2、p53、fancd2等啟用多條訊號通路。hr 通路被啟用時, 細胞內能檢測到明顯的rad51灶(rad51foci),被認為是rad51啟用的表現。atm功能缺失的細胞在發生dna 損傷時不能及時形成rad51灶。
複製依賴的dsbs主要啟用atr, 後者通過磷酸化chk1調控rad51的啟用進而影響hr修復系統的效率[10]。atm和atr同等重要, 但兩者的功能各有側重: atr具有比atm 更廣的損傷應答範圍。
atm幾乎專一地作用於dsbs的應答,而atr對於uv和dna 複製阻礙誘導的損傷都可產生應答;在dsbs啟用的兩條通路中, atm 都有重要作用,而atr只與hr通路密切相關。
結束語：同源重組對於基因組的維持和遺傳多樣性的形成均是乙個必需的過程。已經明確, rad51蛋白質是同源重組的關鍵酶。
諸多研究提示, 許多相關蛋白質以複合物的形式共同參與dna 的核苷酸切除性修復,rad51 蛋白質及其同系物是這類複合物的重要組成成分之一。在rad51蛋白質及其同系物參與的受損dna 的重組修復領域中,還需進行深入研究以闡明這類蛋白質複合物的分子組成及其分子作用機制。
參考文獻
[1].masson jyetal proc nat l acad sci usa,2001, 98(15):8440-8446.
[2]. biol chem,2002,277(22):19322-19330.
[3].sigurdsson and dev,2001,15:3308-3318.
[4].wood rd,mit chellm, sgouros j, dna repairgenes[j].science,2001,291(5507):
1284- 1289.
[5].cui x, brenneman m, meyne j, etal. the xrcc2 and xrcc3 repairgenes are required for chromosome stability inmammaliancells[j].
mutatres, 1999, 434(2):75- 88.
[6].rafii s, o..regan p, xinarianos g, etal.
apotential role for the xrcc2r 188h polymorphic site in dna- damage repair and breast cancer[j].hum mol genet,2002, 11(12):1433- 1438.
[7].matullo g, palli d, peluso m, et al. xrcc1, xrcc 3, xpd gene polymorphisms,smoking and (32) p-dna adducts in a sample of healthy subjects[j].
carcinogenesis, 2001,22(9):1437- 1445.
[8].jackson and repairing dna double-strandbreaks. carcinogenesis,2002, 23:687~ 696.
[9].haber je. partners and pathways repairing a gent, 2000,16:259~ 264.
[10].sorensen cs, hansen lt, dziegielewskij, etal the cel-lcycle checkpo intkinase chk1 is required form ammalian homologous recombination repair. nat cell bio,l 2005,7:
195~201.
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第三章損傷的修復
1 下列各種細胞再生能力最強的是 a.表皮細胞 b.平滑肌細胞 c.腎小管上皮細胞 d.血管內皮細胞 e.軟骨母細胞 2 下列具較強再生能力又有很強分化能力的細胞是 a.表皮細胞 b.呼吸道粘膜被覆細胞 c.子宮內膜上皮細胞 d.原始間葉細胞 e.內分泌腺上皮細胞 3 下列能促進纖維母細胞增生的是 ...
第三章損傷的修復
一 教學目的 1 詳述再生的概念 各種組織的再生能力。2 詳述肉芽組織的概念 形態特點 結局及功能。二 教學要求 1 掌握再生的概念，各種細胞的再生能力。2 掌握纖維性修復的概念，肉芽組織的結構和功能，瘢痕組織的概念和形態特點及作用。三 教學內容 1 再生修復的概念，各種細胞的再生能力。2 纖維性修...