切除修复

更新时间:2024-02-23 16:59

切除修复 (excision repair):对多种DNA损伤包括碱基脱落形成的无碱基点、嘧啶二聚体、碱基烷基化、单链断裂等都能起修复作用。此系统是在几种酶的协同作用下,先在损伤的任一端打开磷酸二酯键,然后外切掉碱基或一段寡核苷酸;留下的缺口由修复性合成来填补,再由连接酶将其连接起来。不同的DNA损伤需要不同的特殊核酸内切酶来识别和切割。

分类

切除修复有两种形式:一种是碱基切除修复,它是在DNA糖基化酶的作用下从DNA中除去特定类型的损伤或者不合适的碱基。另一种是核苷酸切除修复(Nucleotide excision repair, NER),它是一个识别广谱DNA损伤的系统,这些损伤被一个多功能的酶复合物除去,产生一个能被DNA聚合酶和DNA连接酶修复的缺口。

主要过程

(1) 核苷酸切除修复(Nucleotide excision repair, NER)

主要修复那些影响区域性染色体结构的DNA损伤,包括由紫外线所导致的双嘧啶二聚体(purimidine dimer),化学分子蛋白质与DNA间的DNA附加物(DNA adduct),或者DNA与DNA形成的交联(cross-link)等。这些损害的形式若没有适时的排除,DNA聚合酶将无法辨识而滞留在损害的位置,这时细胞就会活化细胞周期检查点以全面停止细胞周期的进行。主要包含全基因组的核苷酸切除修复和转录偶联的核苷酸切除修复。

大致过程为:损伤识别---蛋白复合体结合到损伤位点----在错配位点上下游几个碱基的位置上(上游5’端和下游3’端)将DNA链切开----将两个切口间的寡核苷酸序列清除----DNA聚合酶合成新的片段填补缺口----连接酶将新合成片段与原DNA链连接起来

(2) 碱基切除修复(base-excision repair, BER)

所有细胞中都带有不同类型、能识别受损核酸位点的糖苷水解酶,它能够特异性切除受损核苷酸上的N-β-糖苷键,在DNA链上形成去嘌呤或去嘧啶位点,统称为AP位点。

一类DNA糖苷水解酶一般只对应于某一特定类型的损伤,如尿嘧啶糖苷水解酶就特异性识别DNA中胞嘧啶自发脱氨形成的尿嘧啶,而不会水解RNA分子中尿嘧啶上的N-β-糖苷键。DNA分子中一旦产生了AP位点,AP核酸内切酶就会把受损核苷酸的糖苷-磷酸键切开,并移去包括AP位点核苷酸在内的小片段DNA,由DNA聚合酶Ⅰ合成新的片断,最终由DNA连接酶把两者连成新的被修复的DNA链。

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