DNA损伤

DNA damage

定义：由辐射或药物等引起的DNA结构的改变。包括DNA结构的扭曲和点突变。DNA结构的扭曲会造成对复制、转录的干扰；而点突变则会扰乱正常的碱基配对，通过DNA序列的改变而对后代产生损伤效应。小的DNA损伤通常可通过DNA修复纠正，而程度广泛的损伤可引起细胞程序性死亡。

学科：生物化学与分子生物学_核酸与基因

相关名词：DNA单链断裂 自由基 电离辐射

图片来源：视觉中国

【延伸阅读】

DNA是遗传信息的载体，DNA的稳定性和完整性对于生物体遗传信息的传递及种族繁衍非常重要。然而，在日常生活中，由于DNA自身的分子结构和其他因素的影响，基因组DNA遭受着内源性损伤和外源性损伤的双重压力。有报道称，细胞每天可发生104~105个DNA损伤，这些损伤可导致DNA单链断裂、双链断裂或DNA双螺旋结构的改变，严重影响遗传信息的传递和个体基因组稳定性的维持。过量的DNA损伤可加速衰老、诱发神经退行性疾病、增加癌症相关疾病的患病风险等，严重威胁着人类的生命健康。

内源性DNA损伤也称为DNA自发损伤，包括DNA复制过程中碱基互补配对错误、碱基互变异构、碱基脱氨及丢失、DNA甲基化等。除此之外，细胞在有氧呼吸过程中产生的氧化自由基（ROS）也能造成DNA损伤。活性氧自由基可以攻击配对碱基的双键，导致开环反应等，还可以破坏磷酸核糖骨架，造成单链断裂。有报道称细胞正常代谢过程中产生的氧化自由基每天可攻击单个细胞10000次。

外源性DNA损伤是由外部因素引起的，如紫外线辐射、电离辐射和化学药物污染等。紫外线可使DNA相邻两个嘧啶形成二聚体，阻碍DNA的复制和转录，已有研究表明过多紫外线辐射可诱发皮肤癌。电离辐射射线包括X射线、γ射线、α射线和β射线等，一方面可以直接穿透细胞膜对细胞造成直接伤害，另一方面它们所携带的高能量可直接被DNA吸收，造成DNA结构损伤。有毒化学物质如烷化剂、碱基类似物、拓扑异构酶毒剂和一些化疗药物等，均可引起DNA碱基氧化、DNA甲基化、DNA链的交联或DNA链的断裂等DNA损伤。

这么多因素能造成DNA损伤，那我们岂不是时时刻刻都处于危机之中？其实大可不必焦虑，在应对DNA损伤方面，细胞远比我们想象的要“聪明机智”。DNA受损后，细胞会立即启动DNA损伤应答，感知和放大DNA损伤信号，激发和启动相应的DNA损伤修复。虽然，细胞自身的DNA损伤修复机制可以修复一定损伤程度内的DNA损伤，但在日常生活中，我们也一定要尽量避开危险因素，减少DNA损伤。此外，保证充足睡眠、健康饮食、适量运动、心情愉快也可促进DNA正常修复，更大程度地保持身体健康。

（延伸阅读作者：东北师范大学生命科学学院 张帆博士）