1、1、碱基对的置换（、碱基对的置换（substitution） 转换转换(Transition)： 最普通的一种点突变，指一种嘧啶被另一种最普通的一种点突变，指一种嘧啶被另一种嘧啶代替，一种嘌呤被另一种嘌呤代替。使嘧啶代替，一种嘌呤被另一种嘌呤代替。使GC对被对被AT对替换，或者相反。对替换，或者相反。 颠换颠换(Transversion)： 另一种不常见的点突变，嘌呤被嘧啶代替或另一种不常见的点突变，嘌呤被嘧啶代替或者相反，因此者相反，因此AT对变成了对变成了TA、GC对。对。2、移码突变（、移码突变（frameshift mutation） 由碱基的缺失或插入造成。由碱基的缺失或插入造成。
2、DNA突变突变的类型的类型 -T-C-G-G-C-T-G-T-A-C-G- -A-G-C-C-G-A-C-A-T-G-C-转换转换 -T-C-G-A-G-C-T-G-T-A-C-G- -A-G-C-T-C-G-A-C-A-T-G-C-插入插入A -T-C-G-C-T-G-T-A-C-G- -A-G-C-G-A-C-A-T-G-C-缺失缺失T野生型基因野生型基因 -T-C-G-A-C-T-G-T-A-C-G- -A-G-C-T-G-A-C-A-T-G-C- -T-C-G-T-C-T-G-T-A-C-G- -A-G-C-A-G-A-C-A-T-G-C-颠换颠换碱基对的置换碱基对的置换(substi
3、tution)移码突变移码突变(framesshift mutation)两个概念：两个概念：自发突变（自发突变（spontaneous mutation)：由于正由于正常的细胞活动，或细胞与环境的随机相互作常的细胞活动，或细胞与环境的随机相互作用，这些过程所引起的生物用，这些过程所引起的生物DNA序列的改变。序列的改变。诱发突变（诱发突变（induced mutation): 特定的化学特定的化学或物理因素引起的或物理因素引起的DNA序列改变。序列改变。Note: 所有突变都包含所有突变都包含DNA序列的改变；序列的改变；1、DNA复制中的错误复制中的错误 以以DNA为模板按硷基配对进行为模
4、板按硷基配对进行DNA复制是一个严格复制是一个严格而精确的事件，但也不是完全不发生错误的。而精确的事件，但也不是完全不发生错误的。 2、DNA的自发性化学变化的自发性化学变化 生物体内生物体内DNA分子可以由于各种原因发生变化，至少分子可以由于各种原因发生变化，至少有：有： 碱基的异构互变；碱基的异构互变； 碱基的脱氨基作用；碱基的脱氨基作用； 脱脱嘌呤与脱嘧啶；嘌呤与脱嘧啶； 碱基修饰与链断裂碱基修饰与链断裂 1、紫外线引起的、紫外线引起的DNA损伤损伤 当当DNA受到最易被其吸收波长（受到最易被其吸收波长（260 nm）的紫外）的紫外线照射时，主要是使同一条线照射时，主要是使同一条DNA链
5、上相邻的嘧啶以共价链上相邻的嘧啶以共价键连成二聚体。键连成二聚体。 2、 电离辐射引起的电离辐射引起的DNA损伤损伤 电离辐射损伤电离辐射损伤DNA有直接和间接的效应，直接效应有直接和间接的效应，直接效应是是DNA直接吸收射线能量而遭损伤；间接效应是指直接吸收射线能量而遭损伤；间接效应是指DNA周围其他分子（主要是水分子）吸收射线能量产生具有周围其他分子（主要是水分子）吸收射线能量产生具有很高反应活性的自由基进而损伤很高反应活性的自由基进而损伤DNA。损伤包括：。损伤包括： 碱基变化碱基变化; 脱氧核糖变化脱氧核糖变化; DNA链断裂链断裂; 交联。交联。1、烷化剂对、烷化剂对DNA的损伤的损
6、伤 碱基烷基化碱基烷基化; 碱基脱落碱基脱落; 断链断链; 交联交联 2、碱基类似物、修饰剂对、碱基类似物、修饰剂对DNA的损伤的损伤 如如:人工可以合成一些碱基类似物用作促突变剂或人工可以合成一些碱基类似物用作促突变剂或抗癌药物，如抗癌药物，如5-溴尿嘧啶（溴尿嘧啶（5-BU）、）、5-氟尿嘧啶（氟尿嘧啶（5-FU）、）、2-氨基腺嘌呤（氨基腺嘌呤（2-AP）等。）等。 还有一些人工合成或环境中存在的化学物质能专一还有一些人工合成或环境中存在的化学物质能专一修饰修饰DNA链上的碱基或通过影响链上的碱基或通过影响DNA复制而改变碱基复制而改变碱基序列，例如序列，例如亚硝酸盐亚硝酸盐能使能使C脱
7、氨变成脱氨变成U，经过复制就可，经过复制就可使使DNA上的上的G-C变成变成A-T对。对。2.1 2.1 错配修复错配修复2.2 2.2 切除修复切除修复2.3 2.3 DNADNA直接修复直接修复2.4 2.4 重组修复重组修复2.5 2.5 SOSSOS反应诱导的修复反应诱导的修复 原核细胞内存在原核细胞内存在DamDam甲基化酶，能使位于甲基化酶，能使位于5GATC5GATC序列中腺苷酸的序列中腺苷酸的N N6 6位甲基化。位甲基化。 复制后复制后DNADNA在短期内（数分钟）为半甲基化的在短期内（数分钟）为半甲基化的GATCGATC序列，一旦发现错配碱基，即将未甲基化链序列，一旦发现错
8、配碱基，即将未甲基化链切除一段包含错误碱基的序列，并以甲基化的链切除一段包含错误碱基的序列，并以甲基化的链为模板进行修复。为模板进行修复。据母链甲基化原则找出错配碱基的示意图据母链甲基化原则找出错配碱基的示意图碱基错配修复过程示意图碱基错配修复过程示意图2.2 切除修复切除修复 （excision repair)糖苷水解酶：糖苷水解酶： 细胞中的各种，能特异切除细胞中的各种，能特异切除受损核苷酸上的受损核苷酸上的N-糖苷键糖苷键，在，在DNA链链上形成上形成AP位点位点(去嘌呤或去嘧啶位点去嘌呤或去嘧啶位点)。AP核酸内切酶：核酸内切酶：能在能在AP位点附近（位点附近（5或或3位置）将位置）将
9、DNA链切开；链切开；核酸外切酶：核酸外切酶：移去包括移去包括AP位点核苷酸在内位点核苷酸在内的小片段的小片段DNA；DNA聚合酶聚合酶I： 合成新片段；合成新片段；DNA连接酶：连接酶： 连接切口而修复。连接切口而修复。（nucleotide-excision repair） 当当DNADNA链上相应位置的核苷酸发生损伤，导致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，在一系列酶的作用下，双链之间无法形成氢键，在一系列酶的作用下，将将DNADNA分子中受损伤部分切除掉，并以完整的那分子中受损伤部分切除掉，并以完整的那一条链为模板，合成出切去的部分，然后使一条链为模板，合成出切去的
10、部分，然后使DNADNA恢复正常结构的过程。恢复正常结构的过程。 DNA的损伤和切除修复的损伤和切除修复碱基丢失碱基丢失碱基缺陷或错配碱基缺陷或错配结构缺陷结构缺陷切开切开 核酸内切酶核酸内切酶核酸外切酶核酸外切酶切除切除DNA聚合酶聚合酶DNA连接连接酶酶AP核酸内切酶核酸内切酶核酸外切酶核酸外切酶切开切开切除切除修复修复连接连接糖苷酶糖苷酶（direct repair） 生物体内存在多种生物体内存在多种DNADNA损伤以后而并损伤以后而并不需要切除碱基或核苷酸的机制，把损不需要切除碱基或核苷酸的机制，把损伤的碱基回复到原来状态的一种修复方伤的碱基回复到原来状态的一种修复方式称为式称为DNA
11、DNA的直接修复的直接修复。 DNA紫外线损伤的光复合酶修复紫外线损伤的光复合酶修复1、形成嘧啶二聚体、形成嘧啶二聚体2、光复合酶结合于、光复合酶结合于损伤部位损伤部位3、酶被可见光激活、酶被可见光激活4、修复后酶被释放、修复后酶被释放 又被称为又被称为“复制后修复复制后修复”，它发生在复制之后。，它发生在复制之后。机体细胞对在复制起始时沿未修复的机体细胞对在复制起始时沿未修复的DNADNA损伤部位损伤部位可以先复制再修复，即先跳过该损伤部位，在新可以先复制再修复，即先跳过该损伤部位，在新合成链中留下一个对应于损伤序列的缺口，该缺合成链中留下一个对应于损伤序列的缺口，该缺口由口由DNADNA重
12、组来修复。即从同源重组来修复。即从同源DNADNA的母链上将相的母链上将相应核苷酸序列片段移至子链缺口处，然后用再用应核苷酸序列片段移至子链缺口处，然后用再用新合成的序列来补上母链的空缺。新合成的序列来补上母链的空缺。DNA的重组修复的重组修复胸腺嘧啶胸腺嘧啶二聚体二聚体复制复制核酸酶及核酸酶及重组蛋白重组蛋白修复复制修复复制DNA聚合酶聚合酶DNA连接酶连接酶重组重组SOS反应诱导的修复反应诱导的修复 SOSSOS反应反应：细胞：细胞DNADNA受到损伤或复制系统受到抑制的紧急受到损伤或复制系统受到抑制的紧急情况下，为求得生存而出现的应急效应。情况下，为求得生存而出现的应急效应。 SOSSO
13、S修复修复是指是指DNADNA受到严重损伤、细胞处于危急状态时所受到严重损伤、细胞处于危急状态时所诱导的一种诱导的一种DNADNA修复方式。修复方式。 留下的错误较多，故又称为错误倾向修复（留下的错误较多，故又称为错误倾向修复（error-error-prone repairprone repair），使细胞有较高的突变率。），使细胞有较高的突变率。 应该说目前对真核细胞的应该说目前对真核细胞的DNA修复的反应类型、参与修复的反应类型、参与修复的酶类和修复修复的酶类和修复机制了解还不多机制了解还不多，但，但DNA损伤修复与细损伤修复与细胞突变、寿命、衰老、肿瘤发生、辐射效应、某些毒物的胞突变、
14、寿命、衰老、肿瘤发生、辐射效应、某些毒物的作用都有密切的关系。人类遗传性疾病已发现作用都有密切的关系。人类遗传性疾病已发现4000多种，多种，其中不少与其中不少与DNA修复缺陷有关，例如着色性干皮病修复缺陷有关，例如着色性干皮病（xeroderma pigmentosum）就是第一个发现的）就是第一个发现的DNA修修复缺陷性遗传病，患者皮肤和眼睛对太阳光特别是紫外线复缺陷性遗传病，患者皮肤和眼睛对太阳光特别是紫外线十分敏感，身体暴光部位的皮肤干燥脱屑、色素沉着、容十分敏感，身体暴光部位的皮肤干燥脱屑、色素沉着、容易发生溃疡、皮肤癌发病率高，常伴有神经系统障碍，智易发生溃疡、皮肤癌发病率高，常伴有神经系统障碍，智力低下等，病人的细胞对嘧啶二聚体和烷基化的清除能力力低下等，病人的细胞对嘧啶二聚体和烷基化的清除能力降低。降低。
