问答题 (浙江大学2007年考研试题)细胞内受到损伤的RNA及蛋白质能够很快被编码的DNA信息取代而得以修复,然而DNA的损伤却不能被自身的信息所取代,DNA的损伤是依靠细胞内多重系统进行修复,请描述目前已知的可导致DNA损伤的物理化学因素以及细胞内的多重DNA修复系统,并结合相关知识,以癌症为例讨论“DNA的修复决定人的生死”的含义。
【正确答案】正确答案:(1)化学诱变因素,如烷化剂、碱基类似物、羟胺、吖啶色素、亚硝酸、嵌入剂等;物理诱变因素,如x射线、丫射线、紫外线、电离辐射等;可引起链断裂、交联、环打开,紫外照射引起嘧啶二聚体的形成 (2)细胞内的多重DNA修复机制: 1)直接修复:①光复活,这是一种广泛存在的修复作用。光复活能够修复任何嘧啶二聚体的损伤。其修复过程为:光复活酶识别嘧啶二聚体并与之结合形成复合物→在300~600nm可见光照射下,酶获得能量,将嘧啶二聚体的丁酰环打开,使之完全修复_光复活酶从DNA上解离;②转甲基作用,在转甲基酶的催化下,将DNA上的被修饰的甲基去除。此时,转甲基酶自身被甲基化而失活;③直接连接,DNA断裂形成的缺口,可以在DNA连接酶的催化下,直接进行连接而封闭缺口。 2)取代修复:①切除修复(excision repairing),这也是一种广泛存在的修复机制,可适用于多种DNA损伤的修复。该修复机制由两种不同的酶来发动,一种是核酸内切酶,另一种是DNA糖苷酶;②重组修复(reombination repairing),这是DNA的复制过程中所采用的一种有差错的修复方式;③SOS修复,这是一种在DNA分子受到较大范围损伤并且使复制受到抑制时出现的修复机制,以SOS借喻细胞处于危急状态。DNA分子受到长片段高密度损伤,使DNA复制过程在损伤部位受到抑制。损伤诱导一种特异性较低的新的DNA聚合酶,以及重组酶等的产生。由这些特异性较低的酶继续催化损伤部位DNA的复制,复制完成后,保留许多错误的碱基,从而造成突变。 (3)由于人体处于复杂的环境中,或多或少的会接触到化学或物理诱变因索,如阳光中紫外线、部分食品中的致癌物等引起DNA损伤;且基因在复制时也会出现自发突变,若突变不能得到及时修复,则极易诱发癌症,最终导致人体死亡。 但在正常情况下,人体细胞内存在上述多种DNA修复系统,及时修复DNA损伤。若DNA损伤太严重,或DNA修复系统出现问题,就会导致基因突变,基因突变积累,如抑癌基因失活、原癌基因活化,就可能引起细胞癌变。此时癌变的细胞若能被免疫系统识别,则马上被杀死,对人体无影响;若癌变的细胞未能被免疫系统识别,则会迅速增殖并扩散,最终导致人体死亡。
【答案解析】