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嘧啶二聚体

二月 15, 2023

嘧啶二聚体（pyrimidine dimer，简称PD），是DNA或RNA中的相邻碱基，如胞嘧啶及胸腺嘧啶，在紫外线的诱导下進行光化学合成，於C=C碳雙鍵生成共价键而形成的一种化合物，是突变产生的原因之一。 [1][2][3]在双链RNA中，紫外線也可能導致脲嘧啶二聚體生成。紫外線二聚體的常見例子包括环丁烷嘧啶二聚体及6-4光产物。它們改變了DNA原有結構，令聚合酶無法正常運作，DNA無法複製。嘧啶二聚体可通過光致活作用或核苷酸切除修复的作用來修復。如果最終無法修復，可引致突變。

DNA胸腺嘧啶二聚体的形成。光子的作用所导致在一条DNA链上的两个连续碱基结合到一起，从而破坏正常碱基配对的双链结构。

二聚体的種類

 
胸腺嘧啶光化二聚體的例子包括:6-4光产物（左）及環丁烷（右）

環丁烷嘧啶二聚体(CPD)由嘧啶的C=C雙鍵的偶联反应所生成，共有四個環。 [4][5][6] 它們影響了DNA复制時的鹼基配對，導致突變。

6-4光产物又稱6,4嘧啶-嘧啶酮。它的生成率只有環丁烷嘧啶二聚体的三分之一，但有更大可能引發突變。[7]孢子光產物溶酶為修複胸腺嘧啶二聚體的另一途徑。[8]

誘變

跨損傷聚合酶常令嘧啶二聚体轉化為突變。這種反應於原核生物（SOS反应）及真核生物中都存在。雖然胸腺嘧啶二聚體是在紫外線損傷中較為常見，但因跨損傷聚合酶較常以腺嘌呤修復DNA，故胸腺嘧啶二聚體通常能正確修複。反之，環丁烷型嘧啶二聚体中的胞嘧啶則易受脫氨作用攻擊，轉化為胸腺嘧啶。[9]

DNA修復

更多信息：DNA修復
 
黑色素瘤，一種皮膚癌

嘧啶二聚體會導致DNA的局部構象改變，故可被修復酶察覺。[10]在絕大部分的生物中，損害亦可借由光致活作用修複，但諸如人類的胎盤動物則無此機制。[11]光致活作用中，光裂合酶將環丁烷嘧啶二聚体直接以光化学作用還原。修復酶察覺損傷後，會吸收波長>300 nm的光線（即荧光及紫外光），令光化学作用產生，將二聚体還原。[12]

核苷酸切除修复則是更通用的DNA維修方式。在這過程中，環丁烷嘧啶二聚体被切除，並合成新的DNA來填補該區域。[12]著色性乾皮症正是因患者無法進行核苷酸切除修复而導致的遺傳病，患者皮膚細胞被紫外光破壞後無法修復，導致皮膚變色及誘發癌變。人類中，沒有修復的嘧啶二聚體可引致黑色素瘤。[13]

参考文献

  1. ^ S. E. Whitmore; C. S. Potten; C. A. Chadwick; P. T. Strickland; W. L. Morison. Effect of photoreactivating light on UV radiation-induced alterations in human skin. Photodermatol. Photoimmunol. Photomed. 2001, 17 (5): 213–217. PMID 11555330. doi:10.1034/j.1600-0781.2001.170502.x. 
  2. ^ David S. Goodsell. The Molecular Perspective: Ultraviolet Light and Pyrimidine Dimers. The Oncologist. 2001, 6 (3): 298–299 [2018-02-16]. PMID 11423677. doi:10.1634/theoncologist.6-3-298. （原始内容于2009-04-30）. 
  3. ^ E. C. Friedberg; G. C. Walker; W. Siede; R. D. Wood; R. A. Schultz & T. Ellenberger. DNA repair and mutagenesis. Washington: ASM Press. 2006: 1118. ISBN 978-1-55581-319-2. 
  4. ^ R. B. Setlow. Cyclobutane-Type Pyrimidine Dimers in Polynucleotides. Science. 1966, 153 (3734): 379–386. PMID 5328566. doi:10.1126/science.153.3734.379. 
  5. ^ Expert reviews in molecular medicine. (PDF). Cambridge University Press. 2 December 2002 [2018年2月16日]. （原始内容 (PDF)存档于2005年3月21日）. 
  6. ^ Christopher Mathews & K.E. Van Holde. Biochemistry 2nd. Benjamin Cummings Publication. 1990: 1168. ISBN 978-0-8053-5015-9. 
  7. ^ Van Holde, K. E.; Mathews, Christopher K. Biochemistry. Menlo Park, Calif: Benjamin/Cummings Pub. Co. 1990. ISBN 0-8053-5015-2. 
  8. ^ Jeffrey M. Buis; Jennifer Cheek; Efthalia Kalliri & Joan B. Broderick. Characterization of an Active Spore Photoproduct Lyase, a DNA Repair Enzyme in the Radical S-Adenosylmethionine Superfamily. Journal of Biological Chemistry. 2006, 281 (36): 25994–26003. PMID 16829680. doi:10.1074/jbc.M603931200. 
  9. ^ J. H. Choi; A. Besaratinia; D. H. Lee; C. S. Lee; G. P. Pfeifer. The role of DNA polymerase iota in UV mutational spectra. Mutat. Res. 2006, 599 (1–2): 58–65. PMID 16472831. doi:10.1016/j.mrfmmm.2006.01.003. 
  10. ^ Kemmink Johan; Boelens Rolf; Koning Thea M.G.; Kaptein Robert; Van, der Morel Gijs A.; Van Boom Jacques H. Conformational Changes in the oligonucleotide duplex d(GCGTTGCG)•d(GCGAAGCG) induced by formation of a cis–syn thymine dimer. European Journal of Biochemistry. 1987, 162: 31–43. PMID 3028790. doi:10.1111/j.1432-1033.1987.tb10538.x. 
  11. ^ Essen LO, Klar T. Light-driven DNA repair by photolyases. Cell Mol Life Sci. 2006, 63 (11): 1266–77. PMID 16699813. doi:10.1007/s00018-005-5447-y. 
  12. ^ 12.0 12.1 Friedberg, Errol C. (23 January 2003) "DNA Damage and Repair". Nature 421, 436-439. doi:10.1038/nature01408
  13. ^ Vink Arie A.; Roza Len. Biological consequences of cyclobutane pyrimidine dimers. Journal of Photochemistry and Photobiology B: Biology. 2001, 65 (2–3): 101–104. doi:10.1016/S1011-1344(01)00245-7. 

二月 15, 2023
嘧啶二聚体, pyrimidine, dimer, 简称pd, 是dna或rna中的相邻碱基, 如胞嘧啶及胸腺嘧啶, 在紫外线的诱导下進行光化学合成, 於c, c碳雙鍵生成共价键而形成的一种化合物, 是突变产生的原因之一, 在双链rna中, 紫外線也可能導致脲嘧啶二聚體生成, 紫外線二聚體的常見例子包括环丁烷及6, 4光产物, 它們改變了dna原有結構, 令聚合酶無法正常運作, dna無法複製, 可通過光致活作用或核苷酸切除修复的作用來修復, 如果最終無法修復, 可引致突變, dna胸腺的形成, 光子的作用所导致在. 嘧啶二聚体 pyrimidine dimer 简称PD 是DNA或RNA中的相邻碱基 如胞嘧啶及胸腺嘧啶 在紫外线的诱导下進行光化学合成 於C C碳雙鍵生成共价键而形成的一种化合物 是突变产生的原因之一 1 2 3 在双链RNA中 紫外線也可能導致脲嘧啶二聚體生成 紫外線二聚體的常見例子包括环丁烷嘧啶二聚体及6 4光产物 它們改變了DNA原有結構 令聚合酶無法正常運作 DNA無法複製 嘧啶二聚体可通過光致活作用或核苷酸切除修复的作用來修復 如果最終無法修復 可引致突變 DNA胸腺嘧啶二聚体的形成 光子的作用所导致在一条DNA链上的两个连续碱基结合到一起 从而破坏正常碱基配对的双链结构 目录 1 二聚体的種類 2 誘變 3 DNA修復 4 参考文献二聚体的種類 编辑 胸腺嘧啶光化二聚體的例子包括 6 4光产物 左 及環丁烷 右 環丁烷嘧啶二聚体 CPD 由嘧啶的C C雙鍵的偶联反应所生成 共有四個環 4 5 6 它們影響了DNA复制時的鹼基配對 導致突變 6 4光产物又稱6 4嘧啶 嘧啶酮 它的生成率只有環丁烷嘧啶二聚体的三分之一 但有更大可能引發突變 7 孢子光產物溶酶為修複胸腺嘧啶二聚體的另一途徑 8 誘變 编辑跨損傷聚合酶常令嘧啶二聚体轉化為突變 這種反應於原核生物 SOS反应 及真核生物中都存在 雖然胸腺嘧啶二聚體是在紫外線損傷中較為常見 但因跨損傷聚合酶較常以腺嘌呤修復DNA 故胸腺嘧啶二聚體通常能正確修複 反之 環丁烷型嘧啶二聚体中的胞嘧啶則易受脫氨作用攻擊 轉化為胸腺嘧啶 9 DNA修復 编辑更多信息 DNA修復 黑色素瘤 一種皮膚癌 嘧啶二聚體會導致DNA的局部構象改變 故可被修復酶察覺 10 在絕大部分的生物中 損害亦可借由光致活作用修複 但諸如人類的胎盤動物則無此機制 11 光致活作用中 光裂合酶將環丁烷嘧啶二聚体直接以光化学作用還原 修復酶察覺損傷後 會吸收波長 gt 300 nm的光線 即荧光及紫外光 令光化学作用產生 將二聚体還原 12 核苷酸切除修复則是更通用的DNA維修方式 在這過程中 環丁烷嘧啶二聚体被切除 並合成新的DNA來填補該區域 12 著色性乾皮症正是因患者無法進行核苷酸切除修复而導致的遺傳病 患者皮膚細胞被紫外光破壞後無法修復 導致皮膚變色及誘發癌變 人類中 沒有修復的嘧啶二聚體可引致黑色素瘤 13 参考文献 编辑 S E Whitmore C S Potten C A Chadwick P T Strickland W L Morison Effect of photoreactivating light on UV radiation induced alterations in human skin Photodermatol Photoimmunol Photomed 2001 17 5 213 217 PMID 11555330 doi 10 1034 j 1600 0781 2001 170502 x David S Goodsell The Molecular Perspective Ultraviolet Light and Pyrimidine Dimers The Oncologist 2001 6 3 298 299 2018 02 16 PMID 11423677 doi 10 1634 theoncologist 6 3 298 原始内容存档于2009 04 30 E C Friedberg G C Walker W Siede R D Wood R A Schultz amp T Ellenberger DNA repair and mutagenesis Washington ASM Press 2006 1118 ISBN 978 1 55581 319 2 R B Setlow Cyclobutane Type Pyrimidine Dimers in Polynucleotides Science 1966 153 3734 379 386 PMID 5328566 doi 10 1126 science 153 3734 379 Expert reviews in molecular medicine Structure of the major UV induced photoproducts in DNA PDF Cambridge University Press 2 December 2002 2018年2月16日 原始内容 PDF 存档于2005年3月21日 Christopher Mathews amp K E Van Holde Biochemistry 2nd Benjamin Cummings Publication 1990 1168 ISBN 978 0 8053 5015 9 Van Holde K E Mathews Christopher K Biochemistry Menlo Park Calif Benjamin Cummings Pub Co 1990 ISBN 0 8053 5015 2 Jeffrey M Buis Jennifer Cheek Efthalia Kalliri amp Joan B Broderick Characterization of an Active Spore Photoproduct Lyase a DNA Repair Enzyme in the Radical S Adenosylmethionine Superfamily Journal of Biological Chemistry 2006 281 36 25994 26003 PMID 16829680 doi 10 1074 jbc M603931200 J H Choi A Besaratinia D H Lee C S Lee G P Pfeifer The role of DNA polymerase iota in UV mutational spectra Mutat Res 2006 599 1 2 58 65 PMID 16472831 doi 10 1016 j mrfmmm 2006 01 003 Kemmink Johan Boelens Rolf Koning Thea M G Kaptein Robert Van der Morel Gijs A Van Boom Jacques H Conformational Changes in the oligonucleotide duplex d GCGTTGCG d GCGAAGCG induced by formation of a cis syn thymine dimer European Journal of Biochemistry 1987 162 31 43 PMID 3028790 doi 10 1111 j 1432 1033 1987 tb10538 x Essen LO Klar T Light driven DNA repair by photolyases Cell Mol Life Sci 2006 63 11 1266 77 PMID 16699813 doi 10 1007 s00018 005 5447 y 12 0 12 1 Friedberg Errol C 23 January 2003 DNA Damage and Repair Nature 421 436 439 doi 10 1038 nature01408 Vink Arie A Roza Len Biological consequences of cyclobutane pyrimidine dimers Journal of Photochemistry and Photobiology B Biology 2001 65 2 3 101 104 doi 10 1016 S1011 1344 01 00245 7 取自 https zh wikipedia org w index php title 嘧啶二聚体 amp oldid 71051728, 维基百科，wiki，书籍，书籍，图书馆，

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