2.诱发突变
环境导致基因突变的因素，主要有物理和化学因素。

物理因素主要是指紫外线和各种辐射。

紫外线（UV）可引起DNA链上相邻的两个嘧啶碱基发生共价结合，生成嘧啶二聚体。

化学诱变剂大多数是致癌物，常见的化学诱变剂有苯并芘、二甲苯并蒽、二甲硝基胺、N-甲基-4-氨基偶氮苯和烷化剂等。

3.DNA突变的类型
DNA突变可分为错配、缺失、插入和重排等几种类型。

DNA分子上的碱基错配，称为点突变。

点突变发生在基因编码区，可导致氨基酸的改变。

镰形红细胞贫血患者的Hb基因中，编码第6号氨基酸的密码子上一个碱基发生点突变，引起Hb功能异常而致病。

缺失或插入都可导致框移突变。

框移突变是指三联体密码的阅读方式改变，造成蛋白质氨基酸排列顺序发生改变，其后果是翻译出的蛋白质可能完全不同。

DNA 分子内较大片段的交换，称为重组或重排。

移位的DNA可以在新位点上颠倒方向反置（倒位），也可以在染色体之间发生交换重组。

DNA损伤（突变）可能造成两种结果：①导致复制或转录障碍（如胸腺嘧啶二聚体，DNA 骨架中产生切口或断裂）；②导致复制后基因突变（如胞嘧啶自发脱氨基转变为尿嘧啶），使DNA序列发生永久性改变。

4.DNA损伤的修复类型
DNA修复可使已发生分子改变的损伤DNA，恢复为原有的天然状态。

生物体内的DNA修复系统主要有：直接修复、切除修复、重组修复和SOS修复等。

（1）直接修复：光修复系统是直接修复机制之一。

光修复过程由光修复酶催化完成。

好酶普遍存在于各种生物，仅需300～600nm波长照射即可活化，催化嘧啶二聚体分解为原来的非聚合状态，使DNA恢复正常。

（2）切除修复：切除修复是细胞内最重要和有效的修复系统，其过程包括去除损伤的DNA，填补空隙和连接。

损伤部位的去除，原核生物和真核生物需要不同的酶系统，高等生物切除修复切割的单链DNA片段长度为24～32个核苷酸，切除损伤DNA片段后产生的缺口由DNA聚合酶和连接酶催化填补。

切除修复不仅能够修复整个基因组中的损伤，而且能拯救因转录模板链损伤而暂停转录的RNA聚合酶。

（3）重组修复：DNA双链断裂损伤且损伤面太大又不能及时修复的DNA也可进行复制。

但由错误的模板复制的子链带有错误序列甚至缺口，这种损伤需以重组方式修复。

在DNA 复制过程中，重组蛋白RecA的核酸酶活性将另一股健康母链与缺口部分进行交换，以填补缺口。

健康母链是指同一细胞内已完成复制的链，或可来自亲代的一股DNA链。

损伤链移到已完成复制的链上，如果损伤又只发生在双链DNA中的一股单链，则下一轮的复制中，损伤链就只占DNA的1／4。

经不断复制，损伤链的比例就越来越低。

（4）SOS修复：当DNA损伤广泛以致难以继续复制时，体内启用SOS修复系统。

SOS 修复系统包括了切除、重组修复系统。

通过SOS修复，复制如能继续，细胞即可存活。

若经修复后，DNA保留的错误较多，可导致较广泛、长期的突变。

RNA的生物合成
一、RNA生物合成的概念
RNA的生物合成存在两种方式：①DNA指导的RNA合成，称为转录；②RNA指导的RNA 合成，称为RNA复制。

转录是以DNA为模板合成RNA的过程，即把DNA的碱基序列转录成RNA的碱基序列。

RNA复制是由RNA依赖的RNA聚合酶催化，常见于病毒。

二、转录体系的组成及转录过程
1．真核生物DNA依赖性RNA聚合酶
真核生物有3种不同的RNA聚合酶：RNA- polⅠ、Ⅱ、Ⅲ。

mRNA是各种RNA中寿命最
短、最不稳定，需经常重新合成。

RNA- polⅡ是真核生物中最活跃的RNA聚合酶。

2．转录起始与延长
转录起始需要启动子、RNA- pol和转录因子的参与。

基因转录起始点上游存在DNA序列，包括启动子、启动子上游元件或等近端调控元件和增强子等远隔序列，这些序列都可统称为顺式作用元件。

能直接、间接辨认和结合转录上游区段DNA的蛋白质，现已发现数百种，统称为反式作用元件。

反式作用因子中，直接或间接结合RNA聚合酶的，则称为转录因子。

3．转录终止
真核生物的转录终止，是和转录后修饰密切相关的。

三、转录后加工过程
1. mRNA--①5'-端修饰：5'-末端添加7-甲基鸟嘌呤的帽结构想，形成5'，5'-三磷酸连接键，催化反应的酶为加帽酶和甲基转移酶；②3'-端修饰：3'-末端添加 poly A尾结构；
③前体mRNA的剪接：不均一核内RNA（hnRNA）即前体mRNA，去除hnRNA上的内含子，连接外显子即得到成熟的mRNA。

该过程在剪接体（由小分子核糖核蛋白体组成）内进行；④mRNA 的编辑。

2. rRNA--转录先产生45S的rRNA前体，后经剪接分出18S rRNA、5.8S及28S的rRNA，再在核仁上与蛋白质装配形成核蛋白体。

3. tRNA--①切除5'端的16个核苷酸序列；②切除3'端的两个核苷酸，再由核苷酸转移酶加上CCA；③碱基经修饰变为稀有碱基；④剪接切除内含子。

第十单元蛋白质生物合成
一、蛋白质生物合成的概念
蛋白质生物合成是以mRNA为模板，按照mRNA分子中由核苷酸组成的密码信息合成蛋白质分子中氨基酸序列的过程，也称为翻译。

根据中心法则，DNA通过转录将遗传信息传递至mRNA分子。

再通过翻译将遗传信息从mRNA传递到蛋白质分子中。

蛋白质是遗传信息表现的功能形式，是生命活动的物质基础。

蛋白质生物合成是一个涉及数百种分子参与的复杂的耗能过程。

蛋白质的生物合成体系包括20种原料氨基酸、模板mRNA、氨基酸的运载工具tRNA、肽链的装配机核蛋白体、某些重要的酶类和蛋白质因子、能源物质（GTP和ATP），以及无机离子等。

蛋白质的生物合成包括3个反应过程：①氨基酸的活化；②肽链的生物合成；③肽链形成后的加工过程。

此外，多种蛋白质在胞液合成后还需要定向输送到相应细胞部位发挥作用。

二、蛋白质生物合成体系和遗传密码
蛋白质的生物合成是一个由多种分子参与的复杂过程。

20种被编码氨基酸是蛋白质生物合成的基本原料，mRNA、tRNA和核蛋白体分别是蛋白质生物合成的模板、“适配器”和“装配机”。

此外，参与氨基酸活化及肽链合成的起始、延长和终止阶段的多种蛋白质因子、其他蛋白质、酶类、供能物质和某些无机离子也是蛋白质生物合成不可缺少的。

三、蛋白质生物合成的基本过程
（1）氨基酸的活化：氨基酸+tRNa+ATP氨基酰→tRNA合成酶氨基酰→tRNa+AMP+PPi。

（2）肽链的生物合成：起始氨基酰→tRNA是Met→tRNAiMet,大致分为三步。

起始：①核蛋白体大、小亚基分离；②Met→tRNAiMet与核蛋白体小亚基结合；③mRNA 在核蛋白体小亚基就位；④核蛋白体大亚基结合。

延长：①进位；②成肽；③转位。

终止：①释放因子与终止密码子结合；②肽链释出；③RNA、核蛋白体大小亚基等分离。

（3）蛋白质翻译后修饰：①一级结构的修饰：N-端和C-端的化学修饰、氨基酸残基的化学修饰（糖基化；羟基化；甲基化；磷酸化；二硫键形成；亲脂性修饰）；②二级结构和三级结构的修饰：肽链折叠；③四级结构的修饰：亚基聚合；④水解加工。

四、蛋白质生物合成与医学的关系
真核、原核生物的翻译过程既相似又有差别，这些差别在临床医学中具有重要应用价值。

蛋白质生物合成是很多抗生素和某些毒素的作用靶点。

1.干扰素
干扰素可抑制病毒的繁殖，保护宿主细胞。

在某些病毒双链RNA存在时，干扰素能诱导特异的蛋白激酶活化，该活化的蛋白激酶使eIF-2磷酸化而失活，从而抑制病毒蛋白质合成。

此外干扰素能与双链RNA共同活化特殊的2'-5'寡聚腺苷酸合成酶，催化ATP聚合，生成2'-5'寡聚腺苷酸，后者活化核酸内切酶RNase L，以降解病毒mRNA，从而阻断病毒蛋白质合成。

干扰素除抗病毒作用外，还有调节细胞生长分化、激活免疫系统等作用，已普遍应用于临床治疗。

来源：金樟教育集团医考事业部。