• [ ] 碱基损伤

  碱基丢失、碱基转换、碱基修饰、碱基交联、碱基错配

• [ ] DNA链损伤

  链的断裂、DNA链的交联、DNA与蛋白质间的交联

对于生命的存在和延续来说，DNA分子要求保持高度的精确性和完整性。

在长期的进化中生物体不仅演化出能纠正偶然的复制错误的系统；而且还存在着能修复环境因素和体内化学物质造成的DNA分子损伤的系统

直接修复 (direct repair)

1. DNA polymerase修复

   DNA pol都有3'→5'外切酶活性，对复制过程中的错误碱基掺入进行校正(proofreading)

• 光修复(light repair ) 经紫外线照射后的微生物立即暴露于可见光下，可明显降低死亡率的现象，称为光复活( photoreactivation）作用。

切除修复 (excision repairing)

• 切除修复是在DNA内切酶、DNA外切酶、DNA聚合酶、DNA连接酶等共同作用下，将DNA分子受损伤的部分切除，并以完整的一条链为模板，合成切除的部分使DNA恢复正常结构的过程

碱基切除修复 (Base Excision Repair, BER)：仅能纠正受损的碱基（非大块病变）

核苷酸切除修复(Nucleotide excision repair, NER)：可通过去除短单链来纠正大体积的DNA加合物

• 着色性干皮症——不可修复紫外损伤

错配修复 (mismatch repair)

• 主要用于对应的DNA链上不互补的碱基，错配是由于在DNA复制中新生链上的碱基与互补链上的碱基不互补产生的。通常错配系统倾向于修复新生链上的碱基。

错配修复需要分辨新旧链——甲基化- -旧

5‘→3'/ 3'→5' 核酸外切酶 —— 修复

识别后剪开错配的子链

通过切除修复中两种方式内任意一种进行切除后重新复制

重组修复 (recombination repairing)

同源重组修复（HR）

非同源重组修复（NHEJ）

HR和NHEJ是双链断裂（DSB）后的修复方式。区别是HR需要有同源的模板，而NHEJ不需要模板。最近常用的CRISPR/Cas系统ko基因的方式就是利用了NHEJ的特点。

先复制再修复，即复制后修复 —— 损伤可能一直存在，随子代增加，比例减少

• 受损伤的DNA链复制时，产生的子代DNA在损伤的对应部位出现缺口
• 在RecA蛋白介导下，完整的另一条母链DNA与有缺口的子链DNA重组交换，将母链DNA上相应片段填补子链缺口处，母链DNA出现缺口。
• 以另一条子链DNA为模板，经DNA聚合酶催化合成一新DNA片段填补母链DNA的缺口，最后由DNA连接酶连接，完成修补。

——损伤被修复，切除修复

SOS修复

SOS 修复（SOS repair）也称差错倾向修复（error prone repair），是细胞中的DNA 受到大规模损伤，严重影响其生存，在其他修复难以见效的情况下，被诱发出来的一种高效修复系统；只能维持基因组的完整性，提高细胞的生成率，但留下的错误较多**【保命应急行为】**。表现特点：

①细胞内原有的修复酶（切除修复、重组修复）合成量增加

② 诱导产生的修复酶（SOS聚合酶）来修复损伤部位

应急反应包括生长抑制、分裂停止、呼吸受阻、整合在宿主基因组上的原噬菌体释放、细胞正常生长发育的许多基因关闭，同时有一些应激状态下的新基因开放等，这些基因使机体DNA损伤得以高效修复，细菌又可逐渐回复到正常状态

SOS反应诱导产生一整套特殊DNA聚合酶──DNA聚合酶IV和V，它们不具有校对活性，可以催化空缺部位DNA合成，这时补上去的核苷酸几乎是随机的，却保持了DNA完整性，使细胞得以生存。但这种修复带给细胞很高的突变率。

对原核生物它产生高变异，对高等动物则是致癌的。

SOS反应由Rec A蛋白和Lex A阻遏物相互作用引起。Rec A蛋白激活Lex A自身的蛋白水解酶活性，自我分解。

• SOS 修复的机制