生物体中具有尿嘧啶-N-糖苷酶系统(ung系统)进行修复。①尿嘧啶-N-糖苷酶能够准确识别新生DNA链中的U,将U切除,形成无碱基的核苷酸;②再由无嘌呤内切酶切除邻近核苷酸形成缺口;③由DNA聚合酶和连接酶重新合成与连接,填补缺口,完成修复。 4、紫外线引起的DNA损伤的四种修复机制:光修复,核苷酸切除修复(切补修复),重组修复(错误倾向的修复),SOS抢救修复
4-1、光修复:也称直接修复。在400nm可见蓝光的诱导下,编码471个氨基酸的光修复酶基因被激活表达,光修复酶与TT二聚体结合后,随即切除二聚体间的共价键,使DNA得损伤部位在复制前就直接得以修复,这是“避免差错”的复制前修复。
4-2、切补修复:切补修复以UvrA、UvrB、UvrC基因为主体。①由蛋白复合体识别嘧啶二聚体;②由解旋酶将嘧啶二聚体处的双螺旋解开;③UvrA、UvrB、UvrC基因产物具有外切酶和内切酶活性,切除单链DNA中的损伤部位;④DNA聚合酶以正常互补链为模板重新合成并由连接酶完成连接。这也是“避免差错”的复制前修复。
4-3、重组修复:以存在TT二聚体的链为模板合成的新链中间与TT相对应的区域是空缺的,即新链是断裂的。重组修复就是在重组基因ReaA酶的作用下,以另外一对正常的DNA链中的一条为模板,将空缺的对应区域通过交换重组的方式置换到空缺区域,则新链的不足被弥补了,而这条模板成了空缺链,再以它原先的配对链为模板,重新合成填补新空缺。即“拆东墙,补西墙”。该机制没有对二聚体进行修复,只是二聚体链被不断“稀释”,并且避免出现断链,维持了生物体的存活,故这是“倾向差错”的修复机制。
4-4、SOS修复:LexA基因的编码产物是一种阻遏蛋白,不仅对自身基因进行负控制,且对RecA、UmuC等11个能引起突变的基因也有抑制效应。DNA分子经UV照射后产生大于5nt的游离单链DNA片段,它作为信号分子不仅使RecA蛋白激活出能降解LexA阻遏蛋白的蛋白酶活性,消除了它的负控制抑制效应,还促使RecA高于正常条件300倍以上的效率进行转录,使重组修复机制启动,DNA损伤得到倾向差错的修复。同时UmuC等11个基因的抑制也解除,提高了发生突变的概率。当DNA损伤被修复后,RecA高效表达停止,LexA的负控制重新启动,SOS修复系统关闭。这是消耗大量能量的“竭尽全力,救死扶伤”的修复机制。
5、不同途径修复的共同特点:多个蛋白相互作用,批次间按次序在DNA上进行装备完成各自的功能,最终完成DNA的修复。
修复的共同步骤: chromatin loosening, sensing DNA damage by repair machinery→ removal of damage by repair machinery →gap filled in by DNA polymerase →chromatin remodel
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