第十三章 DNA损伤与损伤修复

（一）教学要求

在知识传授方面，通过本章节的学习，使学生掌握DNA损伤的概念，DNA损伤的分子改变类型，DNA损伤修复的最普遍的方式。熟悉DNA损伤的修复方式。了解DNA损伤和修复的意义和引起DNA损伤的因素。

在能力培养方面，培养学生运用所学知识推断基因突变位置和可能性的能力；自主学习能力的培养。

在核心素养方面，对学生进行实事求是，尊重科学，依靠科学的教育。形成从现象到本质，简单到复杂，感性到理性的认识方法。通过知识结合拓展阅读培养学生批判性思维和求真精神，提高对临床疾病机制的分析判断的内在动力、知识结合案例教导学生珍爱健康、珍爱生命。

（二）知识点提示

复制过程中发生的DNA突变称为DNA损伤。许多因素都能造成DNA分子结构的损伤，如电离辐射、紫外线、烷化剂、氧化剂等。一种因素可能造成多种类型的损伤，一种类型的损伤也可能来自不同因素的作用。常见的损伤方式有：①由一种嘧啶变成另一种嘧啶，或一种嘌呤变成另一种嘌呤，称为转换。例如C氧化脱氨成为U；A氧化脱氨成为I。②原为嘧啶突变后换成嘌呤，或原为嘌呤换成嘧啶，称为颠换。转换和颠换只引起DNA局部的改变，而DNA其它部分的结构不受影响，故称为点突变。③丢失或插入一个或一段核苷酸，可能使下游DNA的编码发生改变，此称为移码突变或框移突变。④链内或链间发生共价结合，如紫外线能使DNA分子中同一条链相邻嘧啶碱基之间形成二聚体，最易形成的是T^T，其次是C^T和C^C二聚体。从而影响了DNA的双螺旋结构，进一步阻碍了DNA的复制。

机体可通过一定方式使损伤的DNA得到恢复。

生物体内有一种光修复酶，被光激活后能利用光所提供的能量使紫外线照射引起的嘧啶二聚体分开，恢复原来的两个核苷酸，称为光修复。 

切除修复是最主要的修复方式。通过一种特殊的内切核酸酶切除DNA分子中的损伤部分，同时以另一条完整的DNA链为模板，由DNApol I催化填补被切除部分的空隙，再由DNA连接酶封口，使DNA恢复正常的结构。

当DNA分子的损伤面较大，还来不及修复就进行复制时，可利用重组过程进行修复。随着多次复制及重组修复，损伤链所占比例越来越少，不影响细胞的正常功能。重组修复的酶有多种，其中最重要的RecA蛋白。

SOS修复是一种应急修复机制，当DNA分子受到严重损伤时，细胞处于危险状态，正常修复机制均已被抑制，此时只能进行SOS方式的修复。这种修复的机制是：DNA受到严重损伤时，recA蛋白的蛋白酶活性被活化，使得LexA蛋白被水解。LexA蛋白是一种抑制蛋白，抑制与SOS修复有关基因的（recA基因，UurABC基因以及其它SOS基因）的表达，当它被水解后，这些基因的抑制被解除，于是SOS修复酶系大量表达。

（三）教学内容

第一节DNA损伤 多种因素通过不同机制导致DNA损伤；DNA损伤有多种类型。

第二节DNA损伤修复 有些DNA损伤可以直接修复；切除修复是最普遍的DNA损伤修复方式；DNA严重损伤时需要重组修复；某些修复发生在跨越损伤DNA的复制事件之后。

第三节 DNA损伤和其修复的意义 DNA损伤具有双重效应；DNA损伤修复障碍与肿瘤等多种疾病相关。

（四）思考题

1. DNA损伤的分子改变类型。

2. DNA损伤的修复方式。