突变、DNA修复与重组

核苷酸切除修复(nucleotide excision repair)

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有些DNA损伤对单字母小修匠来说太大、太扭曲:笨重的化学加合物、紫外线造成的使螺旋扭结的胸腺嘧啶二聚体,以及其他使双螺旋形状变形的损伤。核苷酸切除修复正是为这类笨重、使螺旋变形的损伤而设的途径。碱基切除修复擦掉一个字母,核苷酸切除修复则切掉一整个短语。

它的逻辑是识别变形本身,而非损伤的具体化学性质,这使一条途径就能处理种类繁多的笨重损伤。蛋白质探测到螺旋上的扭结;随后在受损链上、损伤两侧各切一刀,释放出一段短的单链片段——在人类中约二三十个核苷酸长——把损伤一并带走。接着修复聚合酶以完好的对侧链为模板填补由此产生的缺口,连接酶封住最后的切口。笨重的损伤连同其周围的一小段一起被切除,并以一份干净的拷贝取而代之。

核苷酸切除修复正是保护我们抵御阳光的机制:它是人类细胞清除紫外诱发的胸腺嘧啶二聚体的主要途径。着色性干皮病把它的重要性暴露无遗,这种病由该途径的遗传缺陷引起,患者因阳光造成的二聚体始终无法清除,而遭受极度光敏感、严重皮肤损害以及高达千倍的皮肤癌风险。细菌用UvrABC蛋白运行着一个平行的版本,显示出这套修复逻辑何其古老而essential。

为清除一个紫外胸腺嘧啶二聚体,核苷酸切除修复蛋白探测到螺旋扭结,在二聚体两侧切断受损链,剥离一段约25至30个碱基、带着损伤的寡核苷酸,随后聚合酶与连接酶以完好链为模板重建缺口。

两侧各切一刀,把带损伤的一段提走,再照模板补上干净的一段。

核苷酸切除修复与碱基切除修复不可互换。前者识别变形的形状、移除一段;后者识别一种特定的受损碱基、只移除那个碱基。

又称
NER核苷酸切除修复