【正确答案】引起DNA损伤的因素:一些物理化学因子如紫外线、电离辐射和化学诱变剂均可引起DNA损伤,破坏其结构与功能。然而在一定条件下,生物机体能使这种损伤得到修复。
DNA损伤修复的方式:
(1)直接修复:可见光(最有效400nm)可激活光复活酶,此酶能分解由于紫外线形成的嘧啶二聚体。高等哺乳动物没有此酶。
(2)切除修复;在一系列酶的作用下,将DNA分子中受损伤部分切除,并以完整的那一条链为模板,合成出切去部分,DNA恢复正常结构。
(3)结构缺陷的修复:①核酸内切酶识别DNA损伤部位,在其附近将其切开。②核酸外切酶切除损伤的DNA。③DNA聚合酶修复。④DNA连接酶连接。
(4)无嘌呤无嘧啶—碱基缺陷或错配—脱碱基(N-糖苷酶):甲基磺酸甲酯可使鸟嘌呤第7位氮原子烷基化,活化β-糖苷键,造成脱嘌呤作用;酸也能使DNA脱嘌呤。DNA复制时,DNA聚合酶对d1YrP和dUTP分辨力不高,有少量dUTP掺入DNA链。细胞中的尿嘧啶-N-糖苷酶可以切掉尿嘧啶。腺嘌呤脱氨形成次黄嘌呤时也可以被次黄嘌呤-N-糖苷酶切掉次黄嘌呤。对于无嘌呤无嘧啶的损伤有两种修复方法:①AP核酸内切酶切开,核酸外切酶切除,DNA聚合酶修复,DNA连接酶连接。②插入酶插入正确碱基。
(5)重组修复:切除修复发生在DNA复制之前,而当DNA发动复制时尚未修复的损伤部位,可以先复制,再重组修复。在重组修复过程中,DNA链的损伤并未除去。重组修复至少需要4种酶组分。重组基因recA编码一种分子量为40000的蛋白质,它具有交换DNA链的活力。RecA蛋白被认为在DNA重组和重组修复中均起关键作用。recB、recC基因分别编码核酸外切酶V的两个亚基。此外,修复合成还需要DNA聚合酶和连接酶。
(6)易错修复和应急反应(SOS反应):诱导修复是细胞DNA受到严重损伤或DNA复制系统受到抑制的紧急情况下,为求得生存而出现的一系列诱导性修复。SOS反应诱导的修复系统包括避免差错的修复(无差错修复)和易错的修复。①避免差错的修复:SOS反应能诱导光复活切除修复和重组修复中某些关键酶和蛋A质的产生,从而加强光复活切除修复和重组修复的能力,这属于避免差错的修复。②易错的修复:SOS反应还能诱导产生缺乏校对功能的DNA聚合酶,它能在DNA损伤部位进行复制而避免了死亡,可是却带来了高的突变率,这属于易错的修复。
【答案解析】[考点]DNA损伤的因及其修复方式。一些物理化学因子如紫外线、电离辐射和化学诱变剂均可引起DNA损伤,破坏其结构与功能。然而在一定条件下,细胞内具有一系列起修复作用的酶系统,可以除去DNA上的损伤,恢复DNA的双螺旋结构。目前已知有4种酶修复系统:直接修复、错配修复、切除修复、重组修复、SOS反应诱导的修复,后四种不需要光,又称为暗修复。