DNA堿基烷基化的損傷機(jī)理及修復(fù)研究.doc

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1、DNA堿基烷基化的損傷機(jī)理及修復(fù)研究論文導(dǎo)讀:DNA代謝過程的產(chǎn)生的DNA損傷，主要源于DNA合成時(shí)堿基錯(cuò)配，而DNA的半保留復(fù)制機(jī)制是這種損傷的主要原因。DNA聚合酶的打滑：DNA修復(fù)時(shí)，不論模板鏈還是新生鏈有時(shí)都會(huì)發(fā)生堿基的環(huán)出現(xiàn)象，即DNA聚合酶發(fā)生打滑，引起一個(gè)或數(shù)個(gè)堿基的缺失或插入，從而可能導(dǎo)致移碼突變。關(guān)鍵詞：烷基化試劑,DNA損傷，堿基錯(cuò)配,DNA修復(fù)1引言DNA雙螺旋鏈?zhǔn)莾?chǔ)存和傳遞遺傳信息的重要載體。核酸堿基對的正常配對在遺傳信息的儲(chǔ)存、表達(dá)以及穩(wěn)定傳遞過程起到很大的作用，要使遺傳信息準(zhǔn)確傳遞，DNA的復(fù)制

2、必須具有極高的精確性。但是在DNA復(fù)制過程中生物體內(nèi)在和外在因素會(huì)影響堿基之間正常Watson-Crick配對，造成堿基錯(cuò)配，致使DNA損傷。不考慮外在因素影響，生物體內(nèi)仍有以下幾種可能的錯(cuò)配：G:T,G:U,G:G,AAG:A,C:C,T:T,U:U,C:T,C:U等。在DNA合成過程中，大約每109-1010個(gè)堿基對中就會(huì)有一個(gè)細(xì)胞發(fā)生分裂[1,2]o由于基因突變來不及被修正，在DNA下一個(gè)環(huán)節(jié)的復(fù)制中雙螺旋鏈核昔之間的結(jié)合就會(huì)發(fā)生錯(cuò)誤并產(chǎn)生數(shù)量不足的堿基對或發(fā)生堿基錯(cuò)配；含化學(xué)損傷的核昔之間的錯(cuò)誤結(jié)合或者在復(fù)制模板中

3、沒有受損的核昔與另一條受損的核昔間的結(jié)合也會(huì)發(fā)生突變[3-5];在?！叭说膹?fù)制、重新結(jié)合或修復(fù)過程中，雙螺旋鏈的滑動(dòng)或二級結(jié)構(gòu)的異常形成同樣也能導(dǎo)致突變的發(fā)生[6-9]o科技論文。同時(shí)外界化學(xué)修飾或者堿基離子化也會(huì)造成堿基之間的異常配對[10]O2DNA復(fù)制產(chǎn)生的損傷(1)DNA復(fù)制中的堿基錯(cuò)配DNA雙螺旋微小的幾何結(jié)構(gòu)改變就可以造成G和T之間形成兩對氫鍵，從而導(dǎo)致DNA突變。DNA代謝過程的產(chǎn)生的DNA損傷，主要源于DNA合成時(shí)堿基錯(cuò)配，而DNA的半保留復(fù)制機(jī)制是這種損傷的主要原因。(2)DNA修復(fù)和重組過程中產(chǎn)生的錯(cuò)配

4、DNA修復(fù)和重組過程中所引起核昔酸的增減及重組過程中核昔酸順序的改變都能產(chǎn)生錯(cuò)配，造成DNA損傷。(3)DNA堿基的自發(fā)損傷有如下四種形式：基金項(xiàng)目：黃山學(xué)院自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目2006xkjq007互變異構(gòu)移位：堿基變?yōu)橄┐际交騺啺被疆悩?gòu)體時(shí)，堿基的配對也會(huì)發(fā)生錯(cuò)誤或者引起誘導(dǎo)突變。例如鳥瞟噲G的烯醇式結(jié)構(gòu)G*能和胸腺WT配對，胞嗨噪C的亞氨基式C*能和A配對[11]oDNA聚合酶的打滑：DNA修復(fù)時(shí)，不論模板鏈還是新生鏈有時(shí)都會(huì)發(fā)生堿基的環(huán)出現(xiàn)象，即DNA聚合酶發(fā)生打滑，引起一個(gè)或數(shù)個(gè)堿基的缺失或插入，從而可能導(dǎo)致移

5、碼突變。脫氨基作用：DNA堿基的環(huán)外氨基通過改變PH值等條件可以自發(fā)的脫去，在下一輪的復(fù)制中就會(huì)出現(xiàn)錯(cuò)配，引起突變。堿基丟失：DNA這一損傷是由于脫瞟時(shí)或脫嗨唳作用引起?？萍颊撐?。3烷基化劑對堿基不同位點(diǎn)的修飾在DNA的損傷研究中，DNA烷基化損傷是一個(gè)非常重要的具有致命誘變的損傷?，F(xiàn)在已經(jīng)發(fā)現(xiàn)DNA或RNA堿基中環(huán)外的0原子和N原子都可以被烷基修飾?？萍颊撐摹Ｔ趬A基所有位點(diǎn)中，N7烷基鳥瞟噲?jiān)跀?shù)量最多，但被認(rèn)為是無害的損傷[12]:06烷基鳥瞟時(shí)由于它能與胸腺噸喘配對而且能使堿基誘變被認(rèn)為是最強(qiáng)的突變損傷[13]。由于N

6、3烷基伸進(jìn)DNA雙螺旋小溝中造成修飾位點(diǎn)的復(fù)制堵塞，N3烷基腺瞟時(shí)在細(xì)胞毒性的研究中起到相當(dāng)重要的作用[14-15]o04甲基胸腺嗨噪(rn4T)的數(shù)量雖然不多，但是實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明在某些細(xì)胞中，m4T誘導(dǎo)突變的能力比m6G要大[16]om6A和U的配對形成假的Watson-Crick堿基配對。類似的還有02或N3烷基胸腺嗨唳、N1或N7烷基腺瞟噲、02或N3烷基胞嗜癥等。烷基化劑是一種變化多樣的物質(zhì)，通過與核酸堿基作用造成堿基錯(cuò)配，引起生物體內(nèi)多種生理作用：如誘導(dǎo)突變、致癌作用、細(xì)胞死亡、染色體損傷、阻礙DNA合成以及造成細(xì)

7、胞畸形等[17]o3烷基化的損傷機(jī)理及修復(fù)06烷基化劑的損傷機(jī)理如圖1所示[17]om6G能夠誘導(dǎo)G-CA-T的轉(zhuǎn)變，同時(shí)它還可以導(dǎo)致細(xì)胞死亡來達(dá)到損傷目的。從圖1可以看出，m6G誘變G-CA-T需要DNA經(jīng)過兩次復(fù)制過程。同樣，甲基化造成細(xì)胞死亡也需要DNA兩次復(fù)制階段，第一次復(fù)制過程中甲基作用在鳥瞟時(shí)06位點(diǎn)上，形成m6G-C錯(cuò)配。此時(shí)修復(fù)系統(tǒng)其它組分會(huì)在新復(fù)制的鏈中產(chǎn)生一個(gè)很大的缺口，該缺口被認(rèn)為是促使錯(cuò)配修復(fù)酶作用物的再生。由于細(xì)胞是在DNA的第二次復(fù)制中才被殺死[18],該環(huán)節(jié)還不會(huì)導(dǎo)致細(xì)胞的死亡，因此是無用的修

8、復(fù)環(huán)節(jié)。圖1甲基化劑造成DNA損傷的路徑DNA06■鳥瞟時(shí)轉(zhuǎn)烷基酶(ATase)通過它的活性位點(diǎn)將烷基從受損的堿基遷移到半胱氨酸片斷上，造成烷基化劑死亡從而起到保護(hù)堿基[19],避免了06烷基化劑造成生理損傷比如細(xì)胞毒性、誘導(dǎo)突變、姐妹染色單體的交換(SCE)、染色體的失常和重新組合[20-21]o除了