碱基切除修复

碱基切除修复

碱基切除修复(Base excision repair,BER)是一种存在于细菌、 古菌 与 真核生物 中的 细胞 机制,用于修复受损 脱氧核糖核酸 。它主要针对大小较小、对DNA双股 尾旋 结构影响较小的损伤,如去胺、被 基化或氧化的 碱基 。这些损伤包括8- 羟基 鸟嘌呤(8-oxoG)、7- 甲基 鸟苷 、 黄嘌呤 与 尿嘧啶 等。而对于大小较大、影响DNA结构较大的损伤,如 紫外线 造成的 胸腺嘧啶二聚体 ,则由 核苷酸切除修复 (NER)途径修补。

内容介绍

碱基切除修复的过程首先由DNA 糖基 酶移除损伤的碱基,形成AP位点。AP 核酸 内切酶 随后将此位点的 磷酸二酯键 切除,造成 脱氧核糖核酸 单股断裂。DNA聚合酶接着合成缺失的碱基,可能仅合成单一缺失的碱基后由DNA连接酶完成修补,这称为短补丁修复(short-patch BER)。也可能合成2-10个 核苷酸 以取代下游的若干的核 酸,由Flap核酸内切酶将旧有的核苷酸切除后,再由DNA连接酶完成修补,这称为长补丁修复(long-patch BER)。两种途径的选择由DNA损伤种类、 细胞周期 、 细胞分化 状态与物种种类等因素决定。

一类DNA糖苷水解酶一般只对应于某一特定的类型的损伤,如 尿嘧啶 糖苷水解酶就特异性识别DNA中 胞嘧啶 自发脱氨形成的尿 ,而不会水解 核糖核酸 分子中尿嘧啶上的N-β- 糖苷 。DNA分子中一旦产生了AP位点,AP核酸内切酶就会把受损 核苷酸 的糖苷-磷酸键切开,并移去包括AP位点核苷酸在内的小片段DNA,由DNA 聚合酶 Ⅰ合成新的片断,最终由DNA连接酶把两者连成新的被修复的DNA链。

脱氧核糖核酸 糖基 酶的活性可能随老化而下降,使BER途径的效率降低。另外,BER途径的缺失与数种癌症有关,表明这一修复机制在维持 基因组 稳定性和防止癌症发生中扮演着重要角色。