Page 266 - 第九版生物化学
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第十三章 DNA 损伤和损伤修复 251
(1) 自由基导致 DNA 损伤：自由基是指能够独立存在，外层轨道带有未配对电子的原子、原子团
或分子 。 自由基的化学性质异常活跃，可引发多种化学反应，影响细胞功能 。 自由基的产生可以是体
外因素与体内因素相互作用的结果，如电离辐射产生轻自由基 (·OH) 和氢自由基 (H .)'而生物体
内的代谢过程可产生活性氧自由基 。 ·OH 具有极强的氧化性质，而 H· 则具有极强的还原性质 。 这
些自由基可与 DNA 分子发生反应，导致碱基、核糖和磷酸基损伤，引发 DNA 的结构与功能异常 。
(2) 碱基类似物导致 DNA 损伤：碱基类似物是人工合成的一类与 DNA 正常碱基结构类似的化
合物，通常被用作抗癌药物或促突变剂 。 在 DNA 复制时，因结构类似，碱基类似物可取代正常碱基掺
入到 DNA 链中，并与互补链上的碱基配对，引发碱基对的置换 。 比如， 5-澳尿啼唗 (5 -bromouracil , 5-
BU) 是胸腺瞪唗的类似物，有酮式和烯醇式两种结构，前者与腺噤呤配对，后者与鸟嗦呤配对，可导致
AT 配对与 GC 配对间的相互转变。 癹 kk y,2018 安 kk y ,2018
(3) 碱基修饰剂、烧化剂导致 DNA 损伤：这是一类通过对 DNA 链中碱基的某些基团进行修饰，
改变被修饰碱基的配对，进而改变 DNA 结构的化合物。例如亚硝酸能脱去碱基上的氨基，腺嗦呤脱
氨后成为次黄嗦呤，不能与原来的胸腺啼唗配对，转而与胞啼唗配对；胞瞪唗脱氨基成为尿啥唗 ， 不能
与原来的鸟嗦呤配对，转而与腺嗦呤配对 。 这些均能改变碱基的序列 。 此外，众多的烧化剂如氮芬、
硫芬、二乙基亚硝胺等可导致 DNA 碱基上的氮原子烧基化，引起 DNA 分子电荷变化，也可改变碱基
配对，或烧基化的鸟嗦呤脱落形成无碱基位点，或引起 DNA 链中的鸟嗦呤连接成二聚体，或导致 DNA
链交联与断裂 。 这些变化都可以引起 DNA 序列或结构异常，阻止正常的修复过程 。
(4) 嵌入性染料导致 DNA 损伤：漠化乙锭 、 日丫唗橙等染料可直接插入到 DNA 碱基对中，导致碱
基对间的距离增大一倍，极易造成 DNA 两条链的错位，在 DNA 复制过程中往往引发核背酸的缺失、
移码或插入 。
物理因素和化学因素造成的 DNA 损伤的情况如图 13 -2 所示 。
l l畔叮 2. 甲基亚硝胺
矗 烧基化合物
0\1C/_CH
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黜 H。 苯 芘
R_,,..N......._C 一c1/:止 H
H 勹 并 的诱变衍生物
1. 胸腺嘻唗二聚体
重组缺陷导 ，三~~
致的 DNA 片 ,--1-, ,--1-, ,--1-, 广
段的缺陷或
插入
咂唗二聚体 碱基交换 碱基的 碱基的
的形成 自发丢失 化学修饰
c-u
A-I
图 13-2 物理、化学因素对 DNA 的损伤作用
3. 生物因素 生物因素主要指病毒和霉菌，如麻疹病毒 、 风疹病毒 、 疤疹病毒 、 黄曲 霉、 寄生曲 霉 劝花
等，其蛋白质表达产物或产生的毒素和代谢产物，如黄曲霉素等有诱变作用 。
黄曲霉素主要由黄曲霉产生 。 在湿热地区的食品和饲料中出现黄曲霉毒素的概率最高 。 它们存
