DNA・染色体レベルの影響

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DNA

 (R3.31, R2.31)
・デオキシリボ核酸(DNA)の構造 
 DNAポリヌクレオチド(ヌクレオチド)
   =(塩基+糖(デオキシリボース)+リン酸)×2本
 塩基A –(2本の水素結合)- TG –(3本の水素結合)-C
 A(アデニン),G(グアニン)はプリン塩基
 T(チミン),C(シトシン)はピリミジン塩基

・DNA複製材料
:dATP,dTTP,dGTP,dCTP

・DNAの損傷(R2.16,R1.14)
 起きやすい順番≒細胞死への影響が少ない
塩基損傷>塩基遊離>1本鎖切断>2本鎖切断
 その他に架橋形成がある
 塩基損傷はOH*によって起こりやすい
 塩基遊離はプリン塩基に起こりやすい

*放射線特有の損傷というものはない

*ピリミジンダイマ
:隣接する塩基の共有結合(紫外線による),T – Tに起こりやすい

DNAの修復

 (R2.31,R1.15)
・DNAの損傷
 1Gy(γ線)照射で1本鎖切断は約1000個,2本鎖切断は約40

・一本鎖の損傷

:大部分が数分以内に修復される

(1)光回復
:損傷の直接消去

(2)除去修復
:塩基,ヌクレオチド,ミスマッチの除去

(3)組み換え修復

・二本鎖の損傷

(R3.18, R2.32,R1.32)
:修復には数時間かかり,突然変異や細胞死に繋がりやすい

(4)非相同末端結合
 全細胞周期で起こりうる
 切断端の損傷部位が取り除かれた後,直接ヌクレオチドが挿入されて再結合が起こる
 間違った遺伝情報を持つようになる場合が多く,染色体の組換えなども起こしやすいので,細胞の機能を回復できない場合がある
 DNA結合触媒サブユニット:DNA-PKcs,
 DNA依存性プロテインキナーゼ:DNA-PK(Ku70,Ku80),XRCC4
 などのたんぱく質の働きによる

(5)相同組み換え修復
(R2.19)
 姉妹染色分体の存在する S期の終わりからG2期に起こりうる
 ヌクレアーゼヘリカーゼによって一本鎖部分が残るように切断端の前後が切出され,損傷を受けていない 相同な染色体DNAとの交叉が起こって正常染色体の遺伝情報を用いてDNA合成がなされ,最後に交差部分が切断・再結合されて修復を終える
 間違った修復を起こさず,完全に回復する

*色素性乾皮症
:紫外線に高感度で,ヌクレオチド除去修復ができない

*DNAリガーゼ (R3.31)
:3′-水酸基と5′-リン酸基の間をリン酸ジエステル結合でつなぐ役割

突然変異

(R3.22.23, R2.19.20)
 放射線の染色異常:構造異常(数の異常はおこらない)
 線量率効果がある 

・染色体異常の型 

1,安全型
欠失(部分的消失, 発生が多い),
 逆位(二か所の切断で逆向きに融合する),
 転座(一部が移動)
 などがある
 細胞分裂可能であり,長期生存し,発がん等の原因になる

2,不安定型
環状染色体,2道原体染色体(G1,G2期の被ばく)
 細胞分裂が難しく,早期に細胞死する

・染色体型異常

:染色分体の同じ場所に二か所切断がある
 G1期に起こる

・染色分体型異常

:染色分体の一方に切断がある
 G2期に起こる

*姉妹染色分体
:S期に合成された同じ遺伝情報を持つ染色分体同士で,交換があっても遺伝異常は起こらない

・被ばく線量の推定

 末梢リンパ球を培養し,染色体異常の頻度を観察する
 観察対象は環状染色体2道原体染色体が多い

コドン

(R3.31, R2.31,R1.31)
 遺伝暗号の単位
 核酸(mRNA)を構成している3つの塩基配列で,4種の塩基(アデニン,グアニン,シトシン,ウラシル)によって構成される
 64通りの組合せがあり,そのうち3つが終止コドンとなっている
*3塩基で1セットなので,(3n+1)番目がコドンの始まりとなる

ミスセンス変異
:塩基の置き換わりによるアミノ酸の変化によっておこる変異
 鎌状赤血球貧血

ナンセンス変異
:塩基の置き換わりで終止コドンになってしまい,翻訳が停止する変異

フレームシフト
:塩基欠損または塩基挿入によって,塩基ずれが起こり,その後ろのアミノ酸指定がずれる変異

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