DNA Damage and Repair 畜產四 杜佩玲 906113. 大綱 前言 DNA damage 之種類 DNA repair...

DNA Damage and Repair

畜產四 杜佩玲 906113

大綱

前言 DNA damage 之種類 DNA repair 之種類 討論 參考文獻

前言

早期生命開始時，地球表面並無臭氧層，所以紫外線直接照射在地球表面，生物演化的結果，能適應紫外線照射的才能生存，也就是能修補紫外線傷害的才得以生存下去。

DNA Damage

a.single base changes

1.Deamination

2.Replication error

b.structural distortions

1.Ultraviolet irradiation

2.Alkylation

3.Depurination

a.single base changes ：一個鹼基改變，結果不能與另一股 DNA 產生氫健1.Deamination

C 會自動去氨變成 U ，U-G 被置換成 C-G ，而無法形成氫建。

2.Replication error

C 因複製錯誤轉為 A ，嘌呤配對無法產生氫健，同時也使結構扭曲。

b.structural distortions：結構上扭曲1.Ultraviolet irradiati

on

經紫外光照射，使 A與 T 之間的氫建變弱，變成 T 與 T 之間的鍵結，使同股相鄰的T 間產生 T-T 二聚體，而 DNA 合成遇此二聚體時會停止。

2.Alkylation( 鹼性化 )

烷化劑可提供甲基 (-CH3) 加到 DNA 鹼基上。

3.Depurination連接鹼基與五碳糖間的共價漸變弱，容易折斷變成缺鹼基，即去嘌呤。

DNA repair

Direct repair Excision repair

☆Mismatch repair Recombination repair

☆SOS system

Direct repair

Photoreactivation( 光反應修補 )

光反應酶與 T-T- 二聚體結合，經可見光照射，光活化酶使之打斷 T-T- 二聚體的鍵結，隨後光反應酶被釋放，並產生正常 DNA 。

Methyl transferase( 甲基轉化酶 )

DNA 在不適當處發生甲基化，可藉由該酶去除甲基。

Excision repair

將一段受傷的 DNA切除，然後再合成一段新的 DNA ，為一多步驟的酶反應。

Mismatch repair

當 DNA 複製時，放入了錯誤的鹼基，在校讀時又未被去除時，可經由 Mismatch repair的酶偵測出來，將其中一股切出，並加以修補。

Recombination repair

☆ 有時受損的 DNA 未被切除，為了使其影響降至最低， DNA 於複製時會越過受損區域進行複製。

☆ 經重組修補，原本受損的 DNA 仍然存在，但新生成的 DNA 都是正常的，之後細胞分裂也可製出正常的 DNA 來。

☆ 可能優點為不會浪費時間， 切割修補 (Excision repair) 可能需要數小時，而重組修補可讓負傷的 DNA 於細胞中仍可照常進行分裂。

SOS system

☆SOS 修補是當細胞很臨急時，才誘導出來的系統；屬於錯誤傾向修補，容易出錯。在該系統中 DNA 複製不是很嚴格，遇到受損區域仍繼續進行，鹼基可能隨便放或不放，如此一來新合成的 DNA 容易造成錯誤產生突變。

☆ 好死不如賴活著SOS 修補是易出錯的，但細胞在突變與死亡之

間選擇，選擇突變至少還有存活的機會。

討論

TYPE OF DAMAGE events/cell/day % of total daily damage

Single-strand break 120,000 50.9

N7-MethylGuanine 84,000 35.6

Depurination 24,000 10.2

Oxidized DNA 2,880 1.2

Depyrimidation 1,320 0.5

Cytosine deamination 360 0.2

Double-strand breaks 9 0.01

討論

與 DNA 修補有關的人類遺傳疾病： 著色性乾皮病 (Xeroderma pigmentosum)基因突變無法切除修補，無法去除 T-T 二聚體 布倫氏症候群 (Bloom’s syndrome)缺乏 DNA 接合酶，不能修補斷裂的 DNA ，與

重組修補有關。 遺傳性大腸癌 (Hereditary nonpolyposis colon

cancer ； HNPCC)缺乏配對錯誤修補之機制

討論

生物經由演化，產生一種有效的能力，來修補受傷或錯誤的 DNA ，使該物種能經多代保持優良血統；但這項修補的能力並非完美無缺，也就是說有時修補的過程中，也會有錯誤產生，造成生物某種程度上的突變，久而久之，促進了生物的演化。

參考文獻

Gene VII, Chapter 14, Oxford University Press

現代遺傳學 , 第二十章 , 藝軒出版