突變、DNA修復與重組

核苷酸切除修復(nucleotide excision repair)

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有些DNA損傷對單字母小修匠來說太大、太扭曲:笨重的化學加合物、紫外線造成的使螺旋扭結的胸腺嘧啶二聚體,以及其他使雙螺旋形狀變形的損傷。核苷酸切除修復正是為這類笨重、使螺旋變形的損傷而設的途徑。鹼基切除修復擦掉一個字母,核苷酸切除修復則切掉一整個短語。

它的邏輯是識別變形本身,而非損傷的具體化學性質,這使一條途徑就能處理種類繁多的笨重損傷。蛋白質探測到螺旋上的扭結;隨後在受損鏈上、損傷兩側各切一刀,釋放出一段短的單鏈片段——在人類中約二三十個核苷酸長——把損傷一併帶走。接著修復聚合酶以完好的對側鏈為模板填補由此產生的缺口,連接酶封住最後的切口。笨重的損傷連同其周圍的一小段一起被切除,並以一份乾淨的拷貝取而代之。

核苷酸切除修復正是保護我們抵禦陽光的機制:它是人類細胞清除紫外誘發的胸腺嘧啶二聚體的主要途徑。著色性乾皮病把它的重要性暴露無遺,這種病由該途徑的遺傳缺陷引起,患者因陽光造成的二聚體始終無法清除,而遭受極度光敏感、嚴重皮膚損害以及高達千倍的皮膚癌風險。細菌用UvrABC蛋白運行著一個平行的版本,顯示出這套修復邏輯何其古老而不可或缺。

為清除一個紫外胸腺嘧啶二聚體,核苷酸切除修復蛋白探測到螺旋扭結,在二聚體兩側切斷受損鏈,剝離一段約25至30個鹼基、帶著損傷的寡核苷酸,隨後聚合酶與連接酶以完好鏈為模板重建缺口。

兩側各切一刀,把帶損傷的一段提走,再照模板補上乾淨的一段。

核苷酸切除修復與鹼基切除修復不可互換。前者識別變形的形狀、移除一段;後者識別一種特定的受損鹼基、只移除那個鹼基。

又稱
NER核苷酸切除修复