突變、DNA修復與重組

鹼基切除修復(base excision repair)

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鹼基切除修復是細胞裡專修單個受損或錯誤鹼基的小修匠——專門對付那種不太使螺旋彎曲的日常化學磨損。想像一本書裡有幾個字母被弄髒或褪色:你不會重印整頁,而是擦掉壞字母、用鉛筆補上正確的。這正是鹼基切除修復的精神。

它按清晰的步驟進行。一種叫DNA糖基化酶的專門酶在DNA上巡邏,識別某一種特定的受損或不當鹼基——來自脫氨胞嘧啶的尿嘧啶、氧化的鹼基、烷化的鹼基。糖基化酶把那個鹼基翻出來、從糖上剪斷它,留下一個空的脫鹼基位點。第二種酶在那裡給骨架劃一個切口;一種修復聚合酶以完好的對側鏈為模板填補這個單核苷酸的缺口;DNA連接酶封住切口。受損的字母不見了,正確的字母就位了,骨架又完整如初。

鹼基切除修復是抵禦每天不停轟擊DNA的自發與氧化損傷的第一線,尤其是胞嘧啶持續不斷的脫氨和鳥嘌呤的氧化。由於每一種糖基化酶都對應一種損傷,細胞攜帶著一整套這樣的工具。這條途徑如此基礎,以至於它的失靈會升高突變率和癌症風險;它又與處理較大損傷的核苷酸切除修復巧妙互補,按損傷的大小與形狀分攤修復工作量。

尿嘧啶DNA糖基化酶找到一個尿嘧啶(來自脫氨的胞嘧啶),把它翻出、從骨架上剪下。隨後聚合酶以對側鏈為模板重新插入正確的胞嘧啶,連接酶封口。

去掉一個壞鹼基,補上一個正確鹼基——一次由完好鏈引導的單字母編輯。

鹼基切除修復一次處理一個不使螺旋變形的小損傷;像紫外二聚體那樣使螺旋扭曲的笨重損傷,則交給核苷酸切除修復。

又稱
BER碱基切除修复