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什么是DNA交联

发布时间:2023-09-04 11:04:37 人气:701 来源:析浦(上海)科学仪器

什么是DNA交联(DNA Crosslinking)

在遗传学中,当各种外交联剂或内交联剂与DNA的两个核苷酸反应,在它们之间形成共价连接时,就会发生DNA交联。这种交联可以发生在双链DNA的同一条链内(链内intrastrand)或相反的链之间(链间interstrand)。DNA交联在化疗(chemotherapy)和靶向癌细胞凋亡(targeting cancerous cells for apoptosis)中也有作用,同时也可以帮助我们了解蛋白质如何与DNA相互作用。

许多交联剂在同一分子内具有两个独立的反应基团,每个基团都能够与DNA的核苷酸残基结合。 我们根据这些交联剂的来源进行分类,并把它们标记为exogenous或endogenous。exogenous交联剂是天然和合成的化学物质和化合物,源自药物、香烟烟雾或汽车尾气等环境暴露。endogenous交联剂是从细胞或生物体内的细胞或生化途径引入的化合物和代谢物。

下图:链内(左图)和链间(右图)DNA交联示意图

链内和链间DNA交联示意图

紫外线可导致连续位于DNA链内的两个嘧啶残基(通常是两个胸腺嘧啶残基)之间形成分子交联。两种常见的UV产品是环丁烷嘧啶二聚体 (cyclobutane pyrimidine dimers, CPDs) 和 6-4 光产物 (6–4 photoproducts)。这些诱变前损伤改变了结构,并可能改变了碱基配对。在暴露于阳光下时,皮肤细胞每秒可能会发生多达 50-100 次此类反应,但通常可以通过光裂合酶重新激活或核苷酸切除修复在几秒钟内纠正。未纠正的损伤会抑制聚合酶,导致转录或复制过程中的误读,或导致复制停滞。嘧啶二聚体是人类黑色素瘤的主要原因。

下图:来自非电离辐射(例如紫外线UV)的能量直接被DNA吸收,导致单条DNA链内相邻的胸腺嘧啶残基发生交联。

紫外线UV导致单条DNA链内相邻的胸腺嘧啶残基发生交联

DNA-蛋白质交联

DNA-蛋白质交联可由多种化学和物理试剂引起,包括过渡金属、电离辐射和内源性醛,以及化疗药物。紫外线的作用会导致反应性相互作用,并导致DNA和与之接触的蛋白质发生交联。这些交联是非常庞大且复杂的病变,主要发生在正在进行DNA复制并干扰细胞过程的染色体区域。

光交联photocrosslinking是两个大分子之间或一个大分子的两个不同部分之间光诱导形成共价键。该方法涉及将靶序列特异性DNA结合蛋白的DNA结合基序与光活化交联剂共价连接,该交联剂在暴露于紫外线时能够与DNA核苷酸发生反应。该方法为我们提供了有关交联中的DNA和蛋白质之间相互作用的有效信息。

紫外交联仪

紫外交联仪是实验室常备的一款多功能智能紫外照射设备。析浦254nm紫外交联仪可用于核酸的膜交联(在印迹实验和克隆或噬菌斑搭车后通过将核酸共价结合到尼龙膜和硝基纤维膜上而使DNA和RNA发生交联)、生物分子交联、消除PCR污染、紫外线诱导突变、紫外灭菌、大肠杆菌中的RecA突变筛选、琼脂糖凝胶中DNA切割、获得胸腺嘧啶二聚体进行基因作图等。

析浦紫外交联仪XEPU-1208提供6根8瓦254nm紫外灯管,并在出厂时提供一个预设设置为0.12J/cm2的紫外线剂量。经实验,该剂量是保护DNA和杂交信号灵敏度的理想剂量。您可以直接使用这个预设能量值,简单操作即可进行紫外照射。

析浦紫外交联仪采用微处理器控制,可实时检测紫外线强度。当达到设定的能量时,辐照将立即停止。不会因为灯管老化而导致UV强度降低带来能量影响。同时在照射结束时有蜂鸣提醒,紫外交联仪会自动进入待机状态。操作简单,设计巧妙!

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Reference:

1.Western Orgeon University, CH450 AND CH451: BIOCHEMISTRY - DEFINING LIFE AT THE MOLECULAR LEVEL, Ch12. DNA Damage and Repair

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