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DNA损伤修复的切除修复方法介绍

2022.10.14

  又称切补修复。最初在大肠杆菌中发现,包括一系列复杂的酶促DNA修补复制过程,主要有以下几个阶段:核酸内切酶识别DNA损伤部位,并在5'端作一切口,再在外切酶的作用下从5'端到3'端方向切除损伤;然后在 DNA多聚酶的作用下以损伤处相对应的互补链为模板合成新的 DNA单链片断以填补切除后留下的空隙;最后再在连接酶的作用下将新合成的单链片断与原有的单链以磷酸二酯链相接而完成修复过程(图3)。

  切除修复并不限于修复嘧啶二聚体,也可以修复化学物等引起的其他类型的损伤。从切除的对象来看,切除修复又可以分为碱基切除修复和核苷酸切除修复两类。碱基切除修复是先由糖基酶识别和去除损伤的碱基,在DNA单链上形成无嘌呤或无嘧啶的空位,这种空缺的碱基位置可以通过两个途径来填补:一是在插入酶的作用下以正确的碱基插入到空缺的位置上;二是在核酸内切酶的催化下在空位的5'端切开DNA链,从而触发上述一系列切除修复过程。对于各种不同类型的碱基损伤都有特异的糖基酶加以识别。不同的核酸内切酶对于不同类型损伤的识别也具有相对的特异性。

  切除修复功能广泛存在于原核生物和真核生物中,也是人类的主要修复方式,啮齿动物 (如仓鼠、小鼠)先天缺乏切除修复的功能。

  1978 年美国学者 J.L.马克斯发现真核生物与原核生物间由于染色质结构不同,切除修复的过程也不相同。真核生物的DNA分子不象原核生物那样是裸露的,而是缠绕在组蛋白上形成串珠状的核小体结构。真核生物中的嘧啶二聚体的切除分两个阶段:快速切除期,约需2~3小时,主要切除未与组蛋白结合的DNA部分的损伤;缓慢切除期,至少要持续35小时而且需要有某种控制因子去识别这种损伤,使DNA受损部分从核小体中暴露出来,然后经过一系列步骤完成切除修复,然后修复的DNA分子再缠绕在组蛋白上重新形成核小体。

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