第二章
电离辐射的分子生物学效应
第四节

DNA辐射损伤的修复及其
遗传学控制
亚致死损伤修复(sublethal damage repair,SLDR):将预定的照射剂量分次给予,生物效应明显减轻,表明在两次照射间隔中细胞有所修复,这种修复称作SLDR
潜在致死性损伤修复(potentially lethal damage repair, PLDR):照射后改变细胞所处的状态和环境,如延长接种或给予不良的营养和环境条件,均能提高存活率.
一,不同类型DNA损伤的修复
1,DNA单链断裂的修复
绝大多数正常细胞都能修复单链断裂
DNA修复与时间呈指数关系,修复速率依赖于温度
与SLDR有关
CHO细胞DNA单链断裂重接修复曲线
2,DNA双链断裂的修复
断裂后即刻,细胞内酶修复系统启动.修复速率的快慢与水平的高低直接决定损伤的残留以及细胞的转归.(部分修复:早期修复快,随后修复的慢)
与PLDR有关
X线(20 Gy)照射后三株细胞的DNA双链断裂修复
○人成纤维细胞,▲CHO,●人肾癌细胞TO25
3,碱基损伤的修复
种类多,分析较困难
以嘧啶二聚体为模型,能修复但只能部分修复.
DNA修复合成
DNA期外合成或程序外DNA合成(unscheduled DNA synthesis,UDS):DNA合成适于损伤后即刻,随时间延长而增加,但与细胞周期没有关系,是一种修复合成.
二,DNA的损伤修复机制
1,回复修复
细胞对DNA的某些损伤可以用很简单的方式加以修复在单一基因产物的催化下,一步反应就可以完成.这种修复方式叫回复.
1)酶学光复活
光复活酶或DNA光解酶
它的作用分成三个步骤:①酶与DNA中的二聚体部位相结合;②吸收波长为260～380 nm的近紫外光,酶被激活,使二聚体解聚;③酶从DNA链上释放,DNA恢复正常结构.
2)DNA单链断裂重接
DNA单链断裂中有一部分是通过简单的重接而修复的,只需要一种酶——DNA连接酶(ligase)参加,因此也属于直接回复.
DNA连接酶能催化DNA双螺旋结构中一条链缺口处的5'磷酸根与相邻的一个3'羟基形成磷酸二酯健.连接所需的能量ATP(如动物细胞).
3)嘌呤的直接插入
嘌呤插入酶
受损嘌呤→APS →插入嘌呤(糖苷键)
糖基化酶
嘌呤插入酶
K+
2,切除修复
将损伤的部位(或连同其附近的一定部位)切除,然后用正确配对的,完好的碱基替代修复.有多种酶和基因参与

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