導航:首頁 > 化學知識 > 有哪些化學物質能使dna斷鏈

有哪些化學物質能使dna斷鏈

發布時間:2022-06-10 09:16:01

『壹』 DNA的損傷類型是什麼

DNA損傷是復制過程中發生的DNA核苷酸序列永久性改變,並導致遺傳特徵改變的現象。情況分為:substitutation (替換)deletion (刪除)insertion (插入)exon skipping (外顯子跳躍)點突變(point mutation) 指DNA上單一鹼基的變異。嘌呤替代嘌呤(A與G之間的相互替代)、嘧啶替代嘧啶(C與T之間的替代)稱為轉換(transition);嘌呤變嘧啶或嘧啶變嘌呤則稱為顛換(transvertion)。 缺失(deletion) 指DNA鏈上一個或一段核苷酸的消失。 插入(insertion) 指一個或一段核苷酸插入到DNA鏈中。在為蛋白質編碼的序列中如缺失及插入的核苷酸數不是3的整倍數,則發生讀框移動(reading frame shift),使其後所譯讀的氨基酸序列全部混亂,稱為移碼突變(frame-shift mutaion)。 倒位或轉位 (transposition) 指DNA鏈重組使其中一段核苷酸鏈方向倒置、或從一處遷移到另一處。 雙鏈斷裂 已如前述,對單倍體細胞一個雙鏈斷裂就是致死性事件。 [編輯本段]DNA損傷的原因 DNA存儲著生物體賴以生存和繁衍的遺傳信息,因此維護DNA分子的完整性對細胞至關緊要。外界環境和生物體內部的因素都經常會導致DNA分子的損傷或改變,而且與RNA及蛋白質可以在細胞內大量合成不同,一般在一個原核細胞中只有一份DNA,在真核二倍體細胞中相同的DNA也只有一對,如果DNA的損傷或遺傳信息的改變不能更正,對體細胞就可能影響其功能或生存,對生殖細胞則可能影響到後代。 所以在進化過程中生物細胞所獲得的修復DNA損傷的能力就顯得十分重要,也是生物能保持遺傳穩定性之所在。在細胞中能進行修復的生物大分子也就只有DNA,反映了DNA對生命的重要性。另一方面,在生物進化中突變又是與遺傳相對立統一而普遍存在的現象,DNA分子的變化並不是全部都能被修復成原樣的,正因為如此生物才會有變異、有進化。 [編輯本段]DNA分子的自發性損傷 DNA復制中的錯誤 以DNA為模板按礆基配對進行DNA復制是一個嚴格而精確的事件,但也不是完全不發生錯誤的。礆基配對的錯誤頻率約為10-1-10-2,在DNA復制酶的作用下鹼基錯誤配對頻率降到約10-5-10-6,復制過程中如有錯誤的核苷酸參入,DNA聚合酶還會暫停催化作用,以其3』-5』外切核酸酶的活性切除錯誤接上的核苷酸,然後再繼續正確的復制,這種校正作用廣泛存在於原核和真核的DNA聚合酶中,可以說是對DNA復制錯誤的修復形式,從而保證了復制的准確性。但校正後的錯配率仍約在10-10左右,即每復制1010個核苷酸大概會有一個礆基的錯誤。 DNA的自發性化學變化 生物體內DNA分子可以由於各種原因發生變化,至少有以下類型:①鹼基的異構互變 DNA中的4種礆基各自的異構體間都可以自發地相互變化(例如烯醇式與酮式礆基間的互變),這種變化就會使礆基配對間的氫鍵改變,可使腺嘌呤能配上胞嘧啶、胸腺嘧啶能配上鳥嘌呤等,如果這些配對發生在DNA復制時,就會造成子代DNA序列與親代DNA不同的錯誤性損傷。 ②鹼基的脫氨基作用 鹼基的環外氨基有時會自發脫落,從而胞嘧啶會變成尿嘧啶、腺嘌呤會變成次黃嘌呤(H)、鳥嘌呤會變成黃嘌呤(X)等,遇到復制時,U與A配對、H和X都與C配對就會導致子代DNA序列的錯誤變化。胞嘧啶自發脫氨基的頻率約為每個細胞每天190個。 ③脫嘌呤與脫嘧啶 自發的水解可使嘌呤和嘧啶從DNA鏈的核糖磷酸骨架上脫落下來。一個哺乳類細胞在37℃條件下,20h內DNA鏈上自發脫落的嘌呤約1000個、嘧啶約500個;估計一個長壽命不復制繁殖的哺乳類細胞(如神經細胞)在整個生活期間自發脫嘌呤數約為108,這占細胞DNA中總嘌呤數約3%。 ④鹼基修飾與鏈斷裂 細胞呼吸的副產物O2-、H2O2等會造成DNA損傷,能產生胸腺嘧啶乙二醇、羥甲基尿嘧啶等礆基修飾物,還可能引起DNA單鏈斷裂等損傷,每個哺乳類細胞每天DNA單鏈斷裂發生的頻率約為5萬次。此外,體內還可以發生DNA的甲基化,結構的其他變化等,這些損傷的積累可能導致老化。 由此可見,如果細胞不具備高效率的修復系統,生物的突變率將大大提高。 [編輯本段]物理因素引起的DNA損傷 射線引起的DNA損傷是最引人注意的。 紫外線引起的DNA損傷 DNA分子損傷最早就是從研究紫外線的效應開始的。當DNA受到最易被其吸收波長(~260nm)的紫外線照射時,主要是使同一條DNA鏈上相鄰的嘧啶以共價鍵連成二聚體,相鄰的兩個T、或兩個C、或C與T間都可以環丁基環(cyclobutane ring)連成二聚體,其中最容易形成的是TT二聚體.。 人皮膚因受紫外線照射而形成二聚體的頻率可達每小時5× 104/細胞,但只局限在皮膚中,因為紫外線不能穿透皮膚。但微生物受紫外線照射後,就會影響其生存。紫外線照射還能引起DNA鏈斷裂等損傷。 電離輻射引起的DNA損傷 電離輻射損傷DNA有直接和間接的效應,直接效應是DNA直接吸收射線能量而遭損傷,間接效應是指DNA周圍其他分子(主要是水分子)吸收射線能量產生具有很高反應活性的自由基進而損傷DNA。電離輻射可導致DNA分子的多種變化: ①礆基變化 主要是由OH-自由基引起,包括DNA鏈上的礆基氧化修飾、過氧化物的形成、礆基環的破壞和脫落等。一般嘧啶比嘌呤更敏感。 ②脫氧核糖變化 脫氧核糖上的每個碳原子和羥基上的氫都能與OH-反應,導致脫氧核糖分解,最後會引起DNA鏈斷裂。 ③DNA鏈斷裂 這是電離輻射引起的嚴重損傷事件,斷鏈數隨照射劑量而增加。射線的直接和間接作用都可能使脫氧核糖破壞或磷酸二酯鍵斷開而致DNA鏈斷裂。DNA雙鏈中一條鏈斷裂稱單鏈斷裂(single strand broken),DNA雙鏈在同一處或相近處斷裂稱為雙鏈斷裂(double strand broken)。雖然單斷發生頻率為雙斷的10-20倍,但還比較容易修復;對單倍體細胞(如細菌)一次雙斷就是致死事件。 ④交聯 包括DNA鏈交聯和DNA-蛋白質交聯。同一條DNA鏈上或兩條DNA鏈上的礆基間可以共價鍵結合,DNA與蛋白質之間也會以共價鍵相連,組蛋白、染色質中的非組蛋白、調控蛋白、與復制和轉錄有關的酶都會與DNA共價鍵連接。這些交聯是細胞受電離輻射後在顯微鏡下看到的染色體畸變的分子基礎,會影響細胞的功能和DNA復制。 [編輯本段]化學因素引起的DNA損傷 化學因素對DNA損傷的認識最早來自對化學武器殺傷力的研究,以後對癌症化療、化學致癌作用的研究使人們更重視突變劑或致癌劑對DNA的作用。 1、烷化劑對DNA的損傷 烷化劑是一類親電子的化合物,很容易與生物體中大分子的親核位點起反應。烷化劑的作用可使DNA發生各種類型的損傷: ①鹼基烷基化。烷化劑很容易將烷基加到DNA鏈中嘌呤或嘧啶的N或O上,其中鳥嘌呤的N7和腺嘌呤的N3最容易受攻擊,烷基化的嘌呤礆基配對會發生變化,例如鳥嘌呤N7被烷化後就不再與胞嘧啶配對、而改與胸腺嘧啶配對,結果會使G-C轉變成A-T。 ②鹼基脫落。 烷化鳥嘌呤的糖苷鍵不穩定,容易脫落形成DNA上無礆基的位點,復制時可以插入任何核苷酸,造成序列的改變。 ③斷鏈。DNA鏈的磷酸二酯鍵上的氧也容易被烷化,結果形成不穩定的磷酸三酯鍵,易在糖與磷酸間發生水解,使DNA鏈斷裂。 ④交聯。烷化劑有兩類,一類是單功能基烷化劑,如甲基甲烷碘酸,只能使一個位點烷基化;另一類是雙功能基烷化劑,化學武器如氮芥、硫芥等、一些抗癌葯物如環磷醯胺、苯丁酸氮芥、絲裂黴素等、某些致癌物如二乙基亞硝胺等均屬此類,其兩個功能基可同時使兩處烷基化,結果就能造成DNA鏈內、DNA鏈間、以及DNA與蛋白質間的交聯。 2、鹼基類似物、修飾劑對DNA的損傷 人工可以合成一些礆基類似物用作促突變劑或抗癌葯物,如5-溴尿嘧啶(5-BU)、5-氟尿嘧啶(5-FU)、2-氨基腺嘌呤(2-AP)等。由於其結構與正常的礆基相似,進入細胞能替代正常的礆基參入到DNA鏈中而干擾DNA復制合成,例如5-BU結構與胸腺嘧啶十分相近,在酮式結構時與A配對,卻又更容易成為烯醇式結構與G配對,在DNA復制時導致A-T轉換為G-C。 還有一些人工合成或環境中存在的化學物質能專一修飾DNA鏈上的礆基或通過影響DNA復制而改變礆基序列,例如亞硝酸鹽能使C脫氨變成U,經過復制就可使DNA上的G-C變成A-T對;羥胺能使T變成C,結果是A-T改成C-G對;黃麴黴素B也能專一攻擊DNA上的礆基導致序列的變化,這些都是誘發突變的化學物質或致癌劑。 [編輯本段]DNA損傷的後果 突變或誘變對生物可能產生4種後果: ①致死性; ②喪失某些功能; ③改變基因型(genotype)而不改變表現型(phenotye); ④發生了有利於物種生存的結果,使生物進化。 http://ke..com/view/1006357.htm

『貳』 舉例化學品引起的DNA突變的化學原理

化學品引起的DNA突變的化學原理
一些化學物質和輻射一樣能夠引起生物體發生基因突變.通過對上千種化學物質的誘變作用進行研究,發現從簡單的無機物到復雜的有機物,金屬離子、生物鹼、生長刺激素、抗生素、農葯、滅菌劑、色素、染料等都可以誘發突變,但是誘變效果好的種類並不多.根據化學誘變劑對DNA作用方式的不同,可以將它們分為以下三類.一類是能夠改變DNA化學結構的誘變劑,如亞硝酸和烷化劑等.亞硝酸具有氧化脫氨作用,它能使腺嘌呤(A)脫去氨基變成次黃嘌呤(H),胞嘧啶(C)脫去氨基變成尿嘧啶(U).在DNA分子第一次復制時,H與C配對,U與A配對.第二次復制時,C與G配對,A與T配對.於是,經過兩次復制,原來的A—T鹼基對就變成了G—C鹼基對,而G—C鹼基對卻變成了A-T鹼基對.常見的烷化劑有硫酸二乙酯、乙烯亞胺、甲基磺酸乙二酯、亞硝基甲基脲等.烷化劑有一個或幾個不穩定的烷基,能夠與DNA分子的鹼基發生化學反應,置換其中某些基團的氫原子,從而改變鹼基的化學結構,使DNA分子復制時出現鹼基配對的差錯,最終導致基因突變.一類是鹼基類似物,它們的分子結構與DNA分子中的鹼基十分相似.在DNA分子復制時,這些鹼基類似物能夠以假亂真,作為DNA的組成成分加入到DNA分子中,從而引起基因突變.常見的鹼基類似物有5-溴尿嘧啶、2-氨基嘌呤等.還有一類是吖啶類化合物,它們可以插入DNA分子結構中,使DNA分子在復制或轉錄時出現差錯而導致突變.

『叄』 紫外線能造成細胞DNA雙鏈斷裂嗎

紫外線引起的DNA損傷
DNA分子損傷最早就是從研究紫外線的效應開始的。當DNA受到最易被其吸收波長(~260nm)的紫外線照射時,主要是使同一條DNA鏈上相鄰的嘧啶以共價鍵連成二聚體,相鄰的兩個T、或兩個C、或C與T間都可以環丁基環(cyclobutane
ring)連成二聚體,其中最容易形成的是TT二聚體.。
人皮膚因受紫外線照射而形成二聚體的頻率可達每小時5×
104/細胞,但只局限在皮膚中,因為紫外線不能穿透皮膚。但微生物受紫外線照射後,就會影響其生存。紫外線照射還能引起DNA鏈斷裂等損傷。

『肆』 有哪些物理和化學因子能引起dna分子損傷人體內有何dna修復機制

物理的損傷:各種電離射線,紫外線等等,可以直接打斷DNA鏈,也可以對周圍介質發生電離效應,導致DNA結構的化學改變。

化學的損傷:各種氧化劑,烷化劑等等,可以直接改變DNA的化學結構,或者緊密的DNA結合,破壞DNA的功能。

人體細胞在一定程度上可以修復損傷。目前發現的機理有5條途徑。如果只是個別鹼基變異,可以切除後修補。一小段突變,也可以。或者通過同源染色體來合成新的DNA等等。

但是如果突變過大,細胞無法修復。一般就會啟動凋亡機制。細胞被自體清除。還有少部分存活的,可以被免疫系統發現,從而被清除。只有極少數逃過免疫監視,或者免疫功能降低,才有機會發展為腫瘤。

正常人體,每時每刻都有細胞發生突變。但是並不是每個人都會的腫瘤。

『伍』 哪些物質可破壞H鍵,特別是DNA雙鏈之間的H鍵

dna變性指dna雙鏈之間的氫鍵斷裂。
解析:高溫可以使dna雙鏈之間的氫鍵斷裂。比如在pcr過程中,當溫度上升到90--95℃(cg含量高則溫度高)以上時,雙鏈dna解旋為單鏈

『陸』 輻射如何造成DNA雙鏈斷裂破壞

不止,還可以通過改變DNA的鹼基序列或序列中形成胸腺嘧呤二聚體使鹼基不能正常配對。

『柒』 酒精能使浸泡在酒精中的動物標本DNA長鏈斷裂嗎

不能
DNA由脫氧核糖核酸組成,相鄰的脫氧核糖核酸由磷酸二酯鍵連接。磷酸二酯鍵是共價鍵,酒精無法提供足以破壞共價鍵的鍵能。

『捌』 什麼葯物或化學品可以降解dna的成分具體的有哪些產品

DNA是核酸,化學本質屬於雜環的多糖,DNA為反向雙螺旋結構,位於細胞的細胞核之中,DNA由鹼基,五碳糖,磷酸集團脫水而成,強酸強鹼環境可使DNA發生不可逆性變性,導致核酸失活

『玖』 能造成DNA雙鏈斷裂的物理因素和化學因素有哪些

物理因素:電擊 放射性物質的輻射 紫外線照射
化學因素:就是酶的作用

閱讀全文

與有哪些化學物質能使dna斷鏈相關的資料

熱點內容
word中化學式的數字怎麼打出來 瀏覽:746
乙酸乙酯化學式怎麼算 瀏覽:1411
沈陽初中的數學是什麼版本的 瀏覽:1363
華為手機家人共享如何查看地理位置 瀏覽:1054
一氧化碳還原氧化鋁化學方程式怎麼配平 瀏覽:894
數學c什麼意思是什麼意思是什麼 瀏覽:1422
中考初中地理如何補 瀏覽:1312
360瀏覽器歷史在哪裡下載迅雷下載 瀏覽:712
數學奧數卡怎麼辦 瀏覽:1402
如何回答地理是什麼 瀏覽:1035
win7如何刪除電腦文件瀏覽歷史 瀏覽:1063
大學物理實驗干什麼用的到 瀏覽:1494
二年級上冊數學框框怎麼填 瀏覽:1713
西安瑞禧生物科技有限公司怎麼樣 瀏覽:1006
武大的分析化學怎麼樣 瀏覽:1256
ige電化學發光偏高怎麼辦 瀏覽:1345
學而思初中英語和語文怎麼樣 瀏覽:1667
下列哪個水飛薊素化學結構 瀏覽:1430
化學理學哪些專業好 瀏覽:1493
數學中的棱的意思是什麼 瀏覽:1071