DNA复制和突变

DNA Replication and Mutation

编者：Raymond P. Leitner

出版社：Nova Science Publishers, Inc.

索书号：Q523/D418i/2012/Y

藏书地点：武大外教中心

DNA复制是指DNA双链在细胞分裂间期进行的以一个亲代DNA分子为模板合成子代DNA链的过程。复制的结果是一条双链变成两条一样的双链，每条子代双链都与原来的母本双链一样。亲代双链DNA分子的每一条单链都被作为模板，用以合成新的互补单链，这一过程被称为半保留复制。细胞的校正机制确保了DNA复制近乎完美的准确性。在细胞当中，DNA复制起始于基因组的特殊位点，称为“起始位点”。起始于起始位点的DNA解链和新链的合成会形成复制叉。DNA复制只能从DNA链的起始点向末端沿着一个方向进行，这是因为合成DNA双螺旋的两条链是反向平行排列的，其中一条链的起始端与另一条链的末尾端平行排列在一起，每一个复制叉只有一条链是按照从尾到头的正确方向指导新链从头到尾方向合成。根据这条指导链，DNA复制持续向前合成复制叉。DNA复制主要包括引发、延伸、终止三个阶段。DNA复制是一种在所有的生物体内都会发生的生物学过程，是生物遗传的基础。

基因突变是指基因组DNA分子发生的突然的、可遗传的变异现象。从分子水平上看，基因突变是指基因在结构上发生碱基对组成或排列顺序的改变。基因虽然十分稳定，能在细胞分裂时精确地复制自己，但这种稳定性是相对的。在一定的条件下基因也可以从原来的存在形式突然改变成另一种新的存在形式，于是后代的表现中也就突然地出现祖先从未有的新性状。基因突变通常发生在DNA复制时期，即细胞分裂间期，包括有丝分裂间期和减数分裂间期；同时基因突变和脱氧核糖核酸的复制、DNA损伤修复、癌变和衰老都有关系，基因突变是生物进化的重要因素之一，所以研究基因突变除了本身的理论意义以外还可以为遗传学研究提供突变型，为育种工作提供素材，所以它还有科学研究和生产上的实际意义。

本书共七个章节，每一章节独立成文分别以研究论文的形式仅仅围绕DNA复制和基因突变的主题进行了论述。人体细胞内的DNA总是处于一种易被损伤的内外环境中，导致的DNA损伤包括链间交联和双链断裂。这种DNA的损伤会阻碍细胞周期循环的S期，因为损伤的DNA模板会阻碍复制时复制叉的继续前行。停滞的复制叉可以导致叉的崩溃，从而引起另外的DNA的双链断裂。在哺乳动物中发展了一种精确的检验点的策略来感知并修复DNA的损伤以保持复制叉的稳定性。而根据DNA的损伤的不同，复制叉的重新启动过程是非常复杂的，牵涉到许多的细胞通路。一般认为损伤修复是通过DNA的跨损伤合成或者同源重组的机制进行的，但是具体的通过什么样的通路来维持基因组的稳定性并完成DNA的损伤修复还不清楚。第一章描述了当前在哺乳动物中关于停滞复制叉的的重启动领域的相关研究，主要关注了DNA解旋酶BLM和核酸内切酶在损伤复制叉重启动中的作用。第二章介绍了甲基丙烯酸酯单体导致基因突变的趋势。DNA损伤是DNA突变的前提条件，所以准确的评估有环境引起的DNA损伤的潜力是非常必要的。甲基丙烯酸酯常以多聚体的形式使用在牙科修复医学中，但是实际上甲基丙烯酸酯的多聚化并不彻底，往往会有甲基丙烯酸酯的单体释放到口腔以及牙髓中，然后进入到血液而到达全身各处的器官。局部过高浓度的甲基丙烯酸酯单体可能会诱导一些不利的生物学反应，长期以往会导致癌症的发生。在这一章中介绍了包含甲基丙烯酸酯单体的混合物引起DNA损伤的可能性，并通过一系列的技术手段对DNA损伤的类型进行检测，发现该单体确实有极大的诱使DNA突变的可能性。第三章介绍了颗粒蛋白前体GRN的突变和家族性额颞叶退化症中的关系。在这一章中作者以九个案例介绍了GRN突变体在家族性额颞叶退化症病理变化过程中的密度，空间分布模式，层状分布。第四章介绍了哺乳动物DNA聚合酶α抑制剂-Dehydroaltenusin对培养细胞DNA复制的影响。Dehydroaltenusin是从真菌中分离到的一种化合物，它只针对哺乳动物DNA聚合酶α有抑制作用，而对其他的DNA聚合酶如δε的活性则没有抑制作用，甚至对其它脊椎动物，鱼类，植物的DNA聚合酶α也没有抑制作用。而Dehydroaltenusin对哺乳动物DNA聚合酶α活性的抑制是浓度依赖的。因此Dehydroaltenusin化合物可以通过抑制DNA聚合酶α的活性来阻碍DNA的复制，而Dehydroaltenusin可以作为一个分子探针用来研究DNA聚合酶α在DNA复制中的作用。第五章介绍了一种基于DNA结合锌复合体凝胶的方法来检测DNA突变。高通量的检测SNP和基因突变往往需要一系列的繁琐的步骤，这需要昂贵的仪器和熟练的分析人员，这使得绝大多数的临床医学的研究人员要获得大量有用的SNP和基因突变的数据变得更加的困难。这一章就介绍了一种新的DNA突变的检测方法。第六章介绍了DNA突变和遗传密码。这一章作者关注于单核苷酸水平的DNA突变对更高一级的编码密码子的影响。第七章介绍了原生动物中的细胞核核DNA复制。原生动物是最原始的真核生物，在系统进化上占据独特的位置，因此细胞核DNA的复制既有保守的一面，也有不保守的一面。在真核生物中，DNA的复制时有复制起始复合体引导的，但是在原生动物中，却只有一个蛋白质去识别复制起始位点，这一节就讨论了这类生物DNA复制与普通真核生物DNA复制的差异性。本书紧紧围绕DNA复制和突变展开论述，深入浅出，对于从事于相关生物化学研究领域的研究生有较大的参考价值，但由于内容有一定深度，不适于低年级的学生阅读使用。

前言

第一章 DNA解旋酶BLM和FA通路在DNA复制叉损伤修复中的关系

第二章在修复牙医学中应用的甲基丙烯酸酯致基因突变的潜力

第三章家族性额颞叶退化症中颗粒蛋白前体的DNA突变

第四章特定哺乳动物DNA聚合酶α抑制剂-Dehydroaltenusin对培养细胞DNA复制的影响

第五章基于DNA结合锌复合体凝胶的方法来检测DNA突变

第六章 DNA突变和遗传密码

第七章原生动物中的细胞核核DNA复制

索引

（闫俊杰）