切除修復

切除修復 (excission repair):對多種DNA損傷包括鹼基脫落形成的無鹼基點、嘧啶二聚體、鹼基烷基化、單鏈斷裂等都能起修復作用。此系統是在幾種酶的協同作用下,先在損傷的任一端打開磷酸二酯鍵,然後外切掉鹼基或一段寡核苷酸;留下的缺口由修復性合成來填補,再由連線酶將其連線起來。不同的DNA損傷需要不同的特殊核酸內切酶來識別和切割。

分類

鹼基切除修復 鹼基切除修復

切除修復有兩種形式:一種是鹼基切除修復,它是在DNA糖基化酶的作用下從DNA中除去特定類型的損傷或者不合適的鹼基。另一種是核苷酸切除修復(Nucleotide excision repair, NER),它是一個識別廣譜DNA損傷的系統,這些損傷被一個多功能的酶複合物除去,產生一個能被DNA聚合酶和DNA連線酶修復的缺口。

主要過程

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

主要修復那些影響區域性染色體結構的DNA損傷,包括由紫外線所導致的雙嘧啶二聚體(purimidine dimer),化學分子或蛋白質與DNA間的DNA附加物(DNA adduct),或者DNA與DNA形成的交聯(cross-link)等。這些損害的形式若沒有適時的排除,DNA聚合酶將無法辨識而滯留在損害的位置,這時細胞就會活化細胞周期檢查點以全面停止細胞周期的進行。主要包含全基因組的核苷酸切除修復和轉錄偶聯的核苷酸切除修復 。

大致過程為:損傷識別---蛋白複合體結合到損傷位點----在錯配位點上下游幾個鹼基的位置上(上游5’端和下游3’端)將DNA鏈切開----將兩個切口間的寡核苷酸序列清除 ----DNA聚合酶合成新的片段填補缺口----連線酶將新合成片段與原DNA鏈連線起來

(2) 鹼基切除修復(base-excision repair, BER)

所有細胞中都帶有不同類型、能識別受損核酸位點的糖苷水解酶,它能夠特異性切除受損核苷酸上的N-β-糖苷鍵,在DNA鏈上形成去嘌呤或去嘧啶位點,統稱為AP位點。

一類DNA糖苷水解酶一般只對應於某一特定類型的損傷,如尿嘧啶糖苷水解酶就特異性識別DNA中胞嘧啶自發脫氨形成的尿嘧啶,而不會水解RNA分子中尿嘧啶上的N-β-糖苷鍵。DNA分子中一旦產生了AP位點,AP核酸內切酶就會把受損核苷酸的糖苷-磷酸鍵切開,並移去包括AP位點核苷酸在內的小片段DNA,由DNA聚合酶Ⅰ合成新的片斷,最終由DNA連線酶把兩者連成新的被修復的DNA鏈 。

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