醫(yī)學(xué)分子生物學(xué)-上課用-11DNA損傷修復(fù)和基因突變

1、第第11章章 DNA損傷修復(fù)和基因突變損傷修復(fù)和基因突變 只有保持低水平的突變率，才能保證遺傳物質(zhì)在世代間 的穩(wěn)定傳遞。 在生殖細(xì)胞中發(fā)生高突變幾率，則會(huì)毀滅這個(gè)物種；在 體細(xì)胞中發(fā)生高突變幾率，則會(huì)毀滅這一個(gè)體。 如果遺傳物質(zhì)在世代間能夠絕對(duì)忠實(shí)地遺傳，將失去推 動(dòng)生物進(jìn)化的遺傳變異。 因此，生命及其生物多樣性的存在有賴于突變與修復(fù)之 間保持一個(gè)恰當(dāng)?shù)钠胶狻Ｔ谶@章，我們主要學(xué)習(xí)引發(fā)突 變的原因，以及回復(fù)或糾正系統(tǒng)，從而確保遺傳物質(zhì)受 到最低程度的損傷。 一、基因突變 名詞解釋： 誘變劑：能誘發(fā)產(chǎn)生突變的物理和化學(xué)因素； 突變：遺傳物質(zhì)中不是由于遺傳重組產(chǎn)生的任何的 可遺傳的改變，這種改變能產(chǎn)

2、生一個(gè)突變表型； 突變體：指攜帶突變的生物個(gè)體或群體； 野生型：指沒(méi)有發(fā)生突變的基因； 突變型：指相對(duì)的某一性狀的野生型基因發(fā)生突變 后，所表現(xiàn)出來(lái)的性狀發(fā)生改變的表現(xiàn)型； 基因突變是DNA分子的堿基對(duì)序列發(fā)生改變的過(guò)程， 這種改變可以是較為簡(jiǎn)單的單個(gè)堿基對(duì)的置換、插 入、缺失；也可以是較為復(fù)雜的某條染色體片斷的 重排、重復(fù)、缺失。突變可以自發(fā)發(fā)生，包括由自 然界的射線或復(fù)制時(shí)的錯(cuò)誤引發(fā)；突變也可以利用 誘變劑在實(shí)驗(yàn)條件下誘發(fā)。 (一). 可遺傳突變的分類 染色體突變 l染色體結(jié)構(gòu)的變化：缺失、重復(fù)、倒位、易位 l染色體數(shù)目的變化：整倍體、非整倍體 1. 根據(jù)堿基改變的數(shù)目分類 染色體突變 D

3、NA點(diǎn)突變堿基的替換 轉(zhuǎn)換：4種 嘌呤 to 嘌呤 嘧啶 to 嘧啶 顛換：8種 嘌呤 to 嘧啶 嘧啶 to 嘌呤 AG TC AG TC 2. 根據(jù)編碼的氨基酸的順序的改變分類： 同義突變： 錯(cuò)義突變： 無(wú)義突變： 移碼突變： F點(diǎn)突變的表型效應(yīng) 同義突變(Synonymous mutation):基因突變導(dǎo)致 mRNA密碼子第三位堿基改變，但基因產(chǎn)物的序列不發(fā) 生改變； DNADNA 5-TCTCAA 3-AGAGTT TTTACG- 3AAA AAATGC- 5TTT 5-TCTCAA 3-AGAGTT TTTACG- 3AAG AAATGC- 5TTC 5-UCUCAAUUUACG-

4、 3AA A mRNA LysPhe ThrSer Glnpolypeptide 5-UCUCAAUUUACG- 3AA G LysPhe ThrSer Gln AAA AAA AAG AAG（LysLys） 5-TCTCAA 3-AGAGTT TTTACG- 3 AAATGC- 5 AA TT G C F點(diǎn)突變的表型效應(yīng) 錯(cuò)義突變(Missense mutation):基因突變導(dǎo)致mRNA密 碼子堿基被置換，導(dǎo)致基因編碼的氨基酸被替換，或功能 性的RNA序列發(fā)生改變。 DNADNA 5-TCTCAA 3-AGAGTT TTTACG- 3 AAATGC- 5 AA TT A T 5-UCUCA

5、AUUUACG- 3AAA mRNA LysPhe ThrSer Glnpolypeptide 5-UCUCAAUUUACG- 3AAG GluPhe ThrSer Gln AAA AAA（LysLys） GAAGAA（GluGlu） 5-TCTCAA 3-AGAGTT TTTACG- 3 AAATGC- 5 AA TT T A F點(diǎn)突變的表型效應(yīng) 無(wú)義突變(Nonsense mutation):基因突變導(dǎo)致mRNA 密碼子堿基被置換成終止密碼子，引起多肽鏈合成的終止。 DNADNA 5-TCTCAA 3-AGAGTT TTTACG- 3 AAATGC- 5 AA TT A T 5-UCUCA

6、AUUUACG- 3AAA mRNA LysPhe ThrSer Glnpolypeptide 5-UCUCAAUUUACG- 3AAU StopSer Gln AAA AAA（LysLys） UAAUAA（StopStop） 突變改變了mRNA上的密碼子讀碼框 3x dNt 移碼突變 GCUGCUGCUGCUGCUGCUGCUGCUGCUGCUCUGCUGCUGCUGCUGCUG AlaAlaAlaAlaLeuLeu LeuLeuLeuLeu AlaAlaAlaAlaAlaAla Deletion = 3x dNt= 3x dNt n x n x 氨基酸氨基酸 GCUGCUUGCUGCUGC

7、UGCA AUGUGC CA AUU GCUGCUGCUGCUGCGCA A AlaAlaAlaAlaCysCysCys Cys MeMe t t AlaAlaAla Ala HisHis 移碼突變：基因突變導(dǎo)致mRNA密碼子堿基被置換，引 起突變點(diǎn)之后的氨基酸順序全部發(fā)生改變。 F點(diǎn)突變的表型效應(yīng) 正向突變：其突變方向是從野生型向突變型； 回復(fù)突變：其突變方向是從突變型向野生型； 3.根據(jù)突變表型和野生型比較，將點(diǎn)突變分為： 突變熱點(diǎn)：DNA分子上每一個(gè)部分發(fā)生突變的頻率 并不相同，在某些位點(diǎn)發(fā)生突變的頻率遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于平均 數(shù)，這些位點(diǎn)稱為突變熱點(diǎn)。 自發(fā)突變是在不添加任何誘變?cè)噭┑那闆r下發(fā)生的

8、， 是由復(fù)制錯(cuò)誤（或在DNA復(fù)制過(guò)程中其他事件）或 環(huán)境損傷引發(fā)的。 1. 自發(fā)突變 vDNA復(fù)制的錯(cuò)誤 vDNA自發(fā)的化學(xué)改變 v轉(zhuǎn)座子的移動(dòng) (三).基因突變的分子機(jī)制 u復(fù)制中的損傷：指復(fù)制中堿基配對(duì)時(shí)發(fā)生誤差經(jīng) 過(guò)DNA pol校正和SSB等綜合因素作用下仍存在 的DNA損傷。 u增變基因（mutator）： 是與DNA復(fù)制、 DNA損傷修復(fù)以及錯(cuò)配校正相關(guān)的基因。當(dāng)這些 與保證DNA穩(wěn)定遺傳的相關(guān)基因突變后，必然會(huì) 增加其他基因的突變頻率。 (1).DNA 復(fù)制中的損傷 增變基因類別： DNA 聚合酶相關(guān)基因 3 5 編碼功能的基因 錯(cuò)配修復(fù)系統(tǒng)的基因 MCE (mismatch c

9、orrection enzyme) DNA 損傷修復(fù)系統(tǒng)基因 錯(cuò)配修復(fù)功能喪失 突變率升高 修復(fù)過(guò)程是基因突變的重要來(lái)源 修復(fù)過(guò)程是基因突變的重要來(lái)源 (2).堿基自發(fā)的化學(xué)改變 u 化學(xué)結(jié)構(gòu)的變化 互變異構(gòu)移位 脫嘌呤或脫氨基作用 u氧化作用損傷堿基 過(guò)氧化氫、羥基(-OH) 互變異構(gòu)移位 嘌呤和嘧啶環(huán)中芳香族化合物的結(jié)構(gòu)和它的OH 和 NH2 電荷豐富特性可導(dǎo)致異構(gòu)體的產(chǎn)生，導(dǎo)致H的位 置移動(dòng)。 自發(fā)點(diǎn)突變多半是由于嘌呤或嘧啶堿中氫原子的互變異 構(gòu)移位引起的。在DNA復(fù)制中，這種移位會(huì)引起堿基配 對(duì)的改變。 imino form imino form 亞氨基形式亞氨基形式 amino fo

10、rm amino form 氨基形式氨基形式 NH2 N H H 腺嘌呤 NH N H H enolenol form form 烯醇烯醇式式ketoketo form form 酮酮式式 鳥嘌呤 O N H H2N OH N H H2N enolenol form form 烯醇烯醇式式ketoketo form form 酮酮式式 胸腺嘧啶 O N O CH3 H H OH N O CH3 H 胞嘧啶 NH2 N O H NH N O H H imino form imino form 亞氨基形式亞氨基形式amino form amino form 氨基形式氨基形式 A A（a a）= T

11、= T（k k）；）；GG（k k） C C（a a） A A（a a）= = C C（i i）； GG（k k） T T（e e） A A（i i）= = C C（a a）；）； GG（e e） T T（k k） 模板鏈中的稀有同分異構(gòu)體與非互補(bǔ)的堿基配對(duì)， 在下一輪復(fù)制時(shí)，堿基對(duì)中錯(cuò)配的堿基分開，然后 進(jìn)行正常的堿基互補(bǔ)配對(duì)，最終導(dǎo)致置換突變。 A(a) T(k) A(a, anti) T(k, anti) C(i) C(a, anti) A(a) A(a, anti) 堿基異構(gòu)式引起DNA的錯(cuò)配突變 C(i) C(a) G(k, syn) G(k, syn) G(k, anti) G(k

12、) 脫嘌呤或脫氨基作用 p脫嘌呤：指在完整的雙螺旋DNA分子中失去含氮的 堿基，經(jīng)常是失去嘌呤。這些位點(diǎn)被稱為嘌呤位點(diǎn) （AP位點(diǎn)） 。 O CH2 OHH 1 9 CH2 H O O P OH O O NH2 G p脫氨基作用是從堿基上去除一個(gè)氨基基團(tuán)。 NH2 O H HH2 2OO NH2 O O H CU HH2 2OO NH2 NH2 O H CH3 O O H CH3 T5mC 突變熱點(diǎn) 物理誘變劑 高能電離輻射X、 非電離輻射紫外線 2.誘導(dǎo)突變 化學(xué)誘變劑 抑制堿基合成：5-氨基尿嘧啶 堿基類似物：5-BrU、2-AP 堿基修飾劑：NA、HA、烷化劑 嵌入試劑：吖啶橙AO、EB

13、 衛(wèi)星搭載誘變衛(wèi)星搭載誘變: : 高真空、強(qiáng)輻射、微重力高真空、強(qiáng)輻射、微重力 dNtdNt電荷及結(jié)構(gòu)改變電荷及結(jié)構(gòu)改變 p(1).電離輻射 射線和x射線的能量較高 直接影響DNA分子，引起堿基結(jié)構(gòu)改變 p (2). 紫外線 紫外線照射會(huì)引起同一條紫外線照射會(huì)引起同一條DNADNA鏈上相鄰的嘧啶堿基發(fā)鏈上相鄰的嘧啶堿基發(fā) 生共價(jià)交聯(lián)而形成嘧啶二聚體生共價(jià)交聯(lián)而形成嘧啶二聚體（TTTT）。）。 CC、CT、TC二聚體同樣可以通過(guò)紫外線產(chǎn)生， 但是數(shù)量很少。 O O CH3 H O O CH3 H O O CH3 H O O CH3 H O O 1 2 3 4 5 6 5 6 p(3).堿基類似物

14、 堿基類似物結(jié)構(gòu)與DNA中的正確堿基相似 5溴尿嘧啶是T的類似物，這種堿基替代物的出現(xiàn) 可以以烯醇式的形式與G配對(duì)。 O O Br H enolenol form form 烯醇烯醇式式ketoketo form form 酮酮式式 OH O Br H O H N H H G (k)G (k) H 5-BrU (e)5-BrU (e) O O Br H H A A（a a） N H H H H 5-BrU (K) O O Br H H 錯(cuò)配 u復(fù)制的錯(cuò)誤:可以導(dǎo)致AT向GC的轉(zhuǎn)換突變 A (a) T T (k) 5-BrU(k) A (a) 5-BrU(k)5-BrU(e) G (k) G (

15、k) C (a) u摻入錯(cuò)誤： GC向AT的轉(zhuǎn)換突變。 G (k) C (a) G (k) 5-BrU(e) 錯(cuò)配 5-BrU(e)5-BrU(k) A (a) A (a) T T (k) 5BrU5BrU誘發(fā)誘發(fā) 復(fù)制錯(cuò)誤復(fù)制錯(cuò)誤 的突變頻率低于誘發(fā)的突變頻率低于誘發(fā) 摻入錯(cuò)誤摻入錯(cuò)誤 的突變頻率的突變頻率. . 2-AP2-AP H N H H H O O CH3 H T (k)T (k) 2-氨基嘌呤(2-AP)是另一種腺嘌呤類似物，也有氨 式a和亞氨式i兩種異構(gòu)體。 正常情況下可發(fā)生2-APa=T。但在DNA復(fù)制的過(guò)程 中C偶爾會(huì)取代T，發(fā)生2-APi Ca。 p(4).堿基修飾劑 u

16、脫氨基試劑: HNO2 u羥基化試劑: NH2OH u烷基化試劑: EMS、MMS HNOHNO2 2 GG N H H O H H O H H H O N O H H H xanthine黃嘌呤黃嘌呤 NH2 O H O O H HNOHNO2 2 C CUU H H H N H H A A p Nitrous acid （HNO2）脫氨基試劑 CG CG T TA A p Nitrous acid Nitrous acid （HNOHNO2 2） p NH2OH (HA 羥胺，羥基化試劑) O H C C NH H NHNH2 2OHOH H H N H H A A HO O H H N-

17、 O H HNOHNO2 2 A A H H C C N H H HypoxanthineHypoxanthine H H H ONH H A AT T GCGC CGCG T TA A 次黃嘌呤次黃嘌呤 uEMS(EMS(甲基磺酸乙酯甲基磺酸乙酯 ) ) ，MMS (MMS (甲基磺酸甲基磺酸 甲酯甲酯) )等烷化劑都帶有等烷化劑都帶有1 1個(gè)或多個(gè)活潑的個(gè)或多個(gè)活潑的 烷基，這些烷基能夠加入堿基的許多位烷基，這些烷基能夠加入堿基的許多位 置形成烷基化堿基，改變氫鍵的結(jié)合能置形成烷基化堿基，改變氫鍵的結(jié)合能 力。力。 p Alkylation agents 烷基化試劑 EMS (Ethyl

18、methane sulfanate) 乙基甲烷磺酸乙基甲烷磺酸 O H3C S O OCH2CH3 MMS(methyl methane sulfanate) 甲基甲烷磺酸甲基甲烷磺酸 O H3C S O OCH3 SM (Sulfur Mustards gas） 硫芥子氣硫芥子氣 H S CHCH2 2CHCH2 2ClCl CHCH2 2CHCH2 2ClCl Nitrogen Mustards gas 氮芥子氣氮芥子氣 H3C N CHCH2 2CHCH2 2ClCl CHCH2 2CHCH2 2ClCl 嵌入劑是含有幾個(gè)多元環(huán)的扁平分子。易于在 DNA復(fù)制過(guò)程中插入到dNMP分子之間。

19、 能與DNA中同樣是扁平分子的嘌呤或嘧啶堿基結(jié) 合，就如在雙螺旋中的堿基相互結(jié)合或堆積那樣。 EB (Ethidium Bromide，溴化乙錠) p (5).嵌入劑 AO (Acridine Orange，吖啶橙 ) Proflavin 原黃素 NH2H2N C2H5 Ethidium Bromide H2NNH2 H 原黃素 (CH3)2NN(CH3)2 H Acridine Orange AO (Acridine Orange) AO (Acridine Orange) 扁平分子扁平分子 EB (Ethidium Bromide)EB (Ethidium Bromide) -ATTTTT

20、CG - -TAAAAAGC- -A TTTCG - -T AAAGC- TAO T -AT EB TTTTCG- -TA 分子插入分子插入 AO E B -ATTTCG - -TAAAGC- -ATXTTTTCG- -TAX AAAAGC- X AAAAGC - 5 基因突變的一般特征基因突變的一般特征 基因突變表現(xiàn)出以下的普遍特征：基因突變表現(xiàn)出以下的普遍特征： |(1) (1) 突變的重演性和可逆性突變的重演性和可逆性 |(2) (2) 突變的多方向性與復(fù)等位基因突變的多方向性與復(fù)等位基因 |(3) (3) 突變的有害性和有利性突變的有害性和有利性 |(4) (4) 突變的稀有性突變的稀

21、有性 基因的定點(diǎn)誘變 oligo-dNt 介導(dǎo)的定介導(dǎo)的定 點(diǎn)誘變點(diǎn)誘變 合成與目標(biāo)基因某區(qū)合成與目標(biāo)基因某區(qū) 段互補(bǔ)，并含突變位段互補(bǔ)，并含突變位 點(diǎn)的點(diǎn)的oligo-dNt 可穩(wěn)定遺傳的定點(diǎn)突 變基因 二、保證遺傳穩(wěn)定性的機(jī)制 DNA損傷修復(fù) DNA損傷是指DNA結(jié)構(gòu)發(fā)生的任何改變。 (一). 避免差錯(cuò)的DNA損傷修復(fù) 光復(fù)活反應(yīng) 切除修復(fù) 重組修復(fù) 校讀作用錯(cuò)配修復(fù) 交聯(lián)的修復(fù) (二).傾向錯(cuò)誤的DNA損傷修復(fù) 應(yīng)急修復(fù)系統(tǒng)(SOS) (一). 避免差錯(cuò)的DNA損傷修復(fù) 1.光復(fù)活修復(fù)復(fù)制前修復(fù)、直接修復(fù) 修復(fù)發(fā)生在320-370nm(藍(lán)光)的可見(jiàn)光中。 C GCA ATA GT TA

22、TC GCA ATA GT TA TC GCA ATA GT TA T + 光復(fù)活酶通過(guò)生色基團(tuán)（N，N-二甲基四氫葉酸）吸收 光能，將能量傳遞給FAD， FADH2通過(guò)電子轉(zhuǎn)移引發(fā) 二聚體的裂解。 主要用來(lái)修復(fù)胸腺嘧啶二聚體 A G C G T A T C G C A T CH3 uDNA損傷的直接修復(fù) HS Enzyme + A G C G T A T C G C A T + O6-甲基鳥嘌呤甲基轉(zhuǎn)移酶可防止烷化劑所致的死亡和突 變效應(yīng)。 通過(guò)把甲基從O6-甲基鳥嘌呤上直接轉(zhuǎn)移到酶 的Cys殘基上直接修復(fù)DNA損傷。反應(yīng)完成后酶失活。 EnzymeS CH3 2. 切除修復(fù)復(fù)制前修復(fù) u堿

23、基切除修復(fù)（BER） u核苷酸切除修復(fù)（NER） F切除修復(fù)是指在一系列酶的作用下，切除錯(cuò)誤的堿 基或錯(cuò)誤核苷酸，然后以另一條完整的互補(bǔ)鏈為模板， 重新合成切去的部分，使損傷DNA恢復(fù)正常結(jié)構(gòu)的 過(guò)程。是生物體主要的修復(fù)方式。 堿基切除修復(fù)（BER） -尿嘧啶 N-糖苷酶修復(fù) （1）糖苷酶切斷糖苷鍵， 釋放出損傷堿基，產(chǎn)生 AP位點(diǎn) （2）AP內(nèi)切酶在AP位點(diǎn) 切開磷酸二酯鍵 （3）外切酶進(jìn)一步切割 （4）DNA聚合酶、 DNA連接酶填充缺口 5 3 53 U* 53 AP 位點(diǎn) 53 ungase 53 AP內(nèi)切核酸酶 53 53 53 5 5 3 3 進(jìn)一步酶切 DNA Pol 和連接酶

24、堿基切除修復(fù)（BER） uN-糖苷酶與DNA損傷修復(fù) N-糖苷酶有很多種，如E.coli的3-甲基腺嘌呤 -DNA糖苷酶，對(duì)于7-甲基鳥嘌呤、3-甲基鳥 嘌呤和7-甲基腺嘌呤也有作用。 3-甲基腺嘌呤-DNA糖苷酶，專門作用于3- 甲基腺嘌呤。 UvrB A UvrB AA UvrB AA UvrB A (in E.coli)核苷酸切除修復(fù)uvrA、B、C 5 UvrB 3 C Nick Nick 53 5353 UvrAB識(shí)別嘧啶二聚體和較大的損傷并與之結(jié)合，DNA骨架彎曲。 UvrA離開復(fù)合體， UvrB和UvrC結(jié)合，在損傷的5側(cè)和3側(cè)產(chǎn)生切口。 UvrD(解旋酶)將損傷鏈釋放出來(lái)，DN

25、A pol填補(bǔ)缺口。 著色性干皮病(XP) 切除修復(fù)缺陷的遺傳病 XP病人細(xì)胞對(duì)嘧啶二聚 體和烷基化的清除能力降 低，不能修復(fù)紫外線照射 引起的DNA損傷，表現(xiàn)為 皮膚光敏和早發(fā)性肉瘤。 跳過(guò)損傷部位 新鏈產(chǎn)生的缺口由母鏈通過(guò)重 組方式彌補(bǔ) 原損傷部位并沒(méi)有切除， 但在后代逐漸稀釋 3. 重組修復(fù)復(fù)制后修復(fù) RecA蛋白引起的DNA鏈的交換 4. 校讀作用錯(cuò)配修復(fù)系統(tǒng)MRS DNA mismatch + + - A A- - - -C C- DNA pol (= 10-8) 經(jīng)第二次校正= 10-11 Mismatch Repair System p Dam甲基轉(zhuǎn)移酶， 由dam基因編碼，催化

26、5-GATC- 3中A的甲基化，保證DNA免受限制性核酸內(nèi)切酶Mbo I的切斷，同時(shí)在DNA復(fù)制時(shí)也起一定的輔助作用。 p MCE-錯(cuò)配修復(fù)酶 ：Mut HLS 掃描新生鏈中錯(cuò)配堿基 識(shí)別新生鏈中非 m6A 的GATC序列 酶切含錯(cuò)配堿基的新生DNA區(qū)段 mutS MCE scanning endonuclease Polymerase ligase GATC GATC CTAG CTAG T C GATC GATC CTAG CTAG T GATC GATC CTAG CTAG T A mutH mutL MutH內(nèi)切核酸酶與MutSL結(jié)合，切割未甲基化的鏈， 從GATC到錯(cuò)配位點(diǎn)之間的序列

27、被切除。 若錯(cuò)配位于切割點(diǎn)5側(cè)，未甲基化鏈由核酸內(nèi)切酶從 斷裂點(diǎn)按35方向?qū)NA鏈進(jìn)行降解直至 除去錯(cuò)配 堿基。 若錯(cuò)配位于切割點(diǎn)3側(cè)，未甲基化鏈由核酸外切酶或 RecJ蛋白從斷裂點(diǎn)按53方向?qū)NA鏈進(jìn)行降解直至 除去錯(cuò)配堿基。 所有錯(cuò)配都可由這一系統(tǒng)修復(fù)，但其中以 G-T錯(cuò)配修復(fù)更為有效，C-C錯(cuò)配的修復(fù)為弱。 由于要降解和置換1000或更多堿基對(duì)，這 種修復(fù)代價(jià)顯然是高的，但這也說(shuō)明修復(fù)的重 要，細(xì)胞為此不惜代價(jià)。 Jeam Weigle 發(fā)現(xiàn)：Weigle復(fù)活效應(yīng)或W-效應(yīng) UV 感染 細(xì)菌(用UV照射過(guò)) 存活率高 噬菌體 細(xì)菌(UV未照射過(guò)) 存活率低 這些效應(yīng)是經(jīng)紫外線誘導(dǎo)產(chǎn)生

28、的，稱為SOS反應(yīng) SOS反應(yīng)：當(dāng)生物處于極度逆境下，DNA分子受到 較大范圍損傷，細(xì)胞會(huì)應(yīng)急產(chǎn)生一系列負(fù)責(zé)的誘導(dǎo) 效應(yīng)。 高頻突變被SOS修復(fù) 傾向差錯(cuò)修復(fù)(Error-prone) 5. 應(yīng)急修復(fù)反應(yīng)-SOS反應(yīng) DNA 損傷 50 X 誘導(dǎo)信號(hào) RecA 降解 LexA SOS UmuC 突變 LexA RecA,UmuC等11個(gè)基因 Neg. repression -UVDNA損傷信號(hào)(S.S. DNA tail or 5Nt S.S.DNA) lexArecAumuC lexArecA umuC 紫外線/絲 裂霉素C 少量表達(dá) 高效表達(dá) 1) 誘導(dǎo)前 2) 誘導(dǎo) RecA消除LexA

29、的阻遏后，首先轉(zhuǎn)錄uvrA、sulA等基因， 切除修復(fù)加強(qiáng)；SulA則抑制細(xì)胞分裂。 LexA的進(jìn)一步分解，使更多SOS網(wǎng)絡(luò)中的基因表達(dá)。 RecA蛋白： 兩種功能 與單鏈DNA結(jié)合活性與DNA重組有關(guān) 蛋白酶活性：可分解LexA蛋白；只有當(dāng)少量的 RecA與受損的單鏈結(jié)合后，此活性被激活。 LexA蛋白： 阻遏蛋白 能阻遏與SOS反應(yīng)有關(guān)的一系列基因。 RecA蛋白酶活性很 快降低 lexA基因高水平 表達(dá) SOS 基 因關(guān)閉 3) 恢復(fù)狀態(tài) 誘導(dǎo)信號(hào)去除 細(xì)胞恢復(fù) 正常狀態(tài) 當(dāng)DNA復(fù)制受阻/ DNA damaged 能量大量消耗 細(xì)胞內(nèi)原少量表達(dá)的RecA與S.S, DNA結(jié)合 激活RecA的蛋白酶活性 修復(fù)損傷修復(fù)損傷 LexA-p降解 RecA-p高效表達(dá) 50 times up SOS open SOS反應(yīng)： DNA復(fù)制時(shí)遇到損傷位點(diǎn)并不停下或跳過(guò)，而是 繼續(xù)向前復(fù)制，但并不保證堿基配對(duì)的準(zhǔn)確性。是 一種但求保命的應(yīng)急行為。又稱為差錯(cuò)傾向修復(fù) 修復(fù)過(guò)程復(fù)雜，涉及l(fā)exA、recA、uvr等20多種 基因產(chǎn)物。 2. RecA蛋白起作用的修復(fù)機(jī)制是（蛋白起