1. DNA 중합효소의 "교정" 복구
DNA 복제는 평균적으로 109개의 뉴클레오티드가 복사될 때마다 단 하나의 뉴클레오티드 오류만 발생합니다. DNA 중합효소의 "교정" 메커니즘은 복제 과정에서 발생할 수 있는 오류를 지속적으로 수정할 수 있습니다. DNA 중합효소가 DNA를 복사할 때 우선 새로 합성된 뉴클레오티드가 수정되어야 합니다. 둘째, 잘못 포함된 뉴클레오티드는 3' → 5' 엑소뉴클레아제 활성을 사용하여 제거되며, 이는 DNA 복제 중 일치 가능성을 크게 감소시킵니다. 또한 DNA 중합효소의 5' → 3' 합성 방향도 중 하나입니다. 정확한 DNA 복제를 보장하는 메커니즘입니다.
2. 광활성화 복구
직접 복구라고도 알려진 광활성화 복구, 자외선 손상의 광재생 과정은 낮은 범위에서 광범위한 복구 효과를 나타냅니다. 단세포 유기체는 조류에 영향을 미치지만 고등 포유류에서는 그렇지 않습니다. 인접한 피리미딘은 중합 반응을 거쳐 주로 티민 이합체를 형성하며 DNA 복제와 전사를 방지할 수 있습니다. 피리미딘 이량체의 손상을 복구할 수 있습니다. 복구 과정은 다음과 같습니다. 광재활성화 효소는 피리미딘 이량체를 인식하고 이들과 결합하여 300~600nm의 가시광선 조사 하에서 효소가 에너지를 얻어 피리미딘 이량체의 부티릴 고리를 열어 완전히 복구합니다.
3. 절제 복구
절제 복구는 작용 중인 DNA 분자의 손상된 부분을 제거하는 것을 말합니다
일련의 효소를 주형으로 사용하여 제거된 부분을 합성하여 DNA의 정상적인 구조를 복원하는 과정 절단 복구에는 두 가지 방법이 있습니다. (1) 염기 절단 복구는 주로 단일 염기 결함을 복구합니다. 손상, 즉 DNA의 작은 부분에 대한 손상은 DNA 폴리머라제, DNA 글리코시다제, 엔도뉴클레아제 및 리가제의 참여로 이루어집니다. DNA 글리코사이드는 특이적으로 인식할 수 있으며 정상적인 염기 가수분해가 제거되어 염기가 없는 AP 부위를 형성합니다. AP 엔도뉴클레아제는 AP 부위 근처의 DNA 사슬을 절단하고, 이어서 엑소뉴클레아제는 AP 부위를 포함한 DNA 사슬을 절단하여 이를 중합시키며, 최종적으로 리가아제는 그 가닥들을 연결한다. >
(2) 뉴클레오티드 절단 복구: DNA 사슬의 해당 위치에 있는 뉴클레오티드가 손상되면 이중 가닥이 형성되지 않습니다.< /p>
수소 결합은 뉴클레오티드 절단 복구 시스템에 의해 복구됩니다. ATP 의존적 절단 뉴클레아제에 의해 이중 절단되는 대규모 DNA 손상 복구 시스템, 즉 손상된 부위의 양쪽에서 인산염이 절단되어 손상된 올리고뉴클레오티드를 제거하고 남은 틈을 복구합니다. DNA 중합효소 I, DNA 중합효소 δ 또는 ε에 의해 합성되고 최종적으로 DNA 리가아제에 의해 연결됩니다.
4. 재조합 복구
광활성화 복구 및 절제 복구 복구가 먼저 수행된 후 복제라고도 함 복제 전 복구는 복제 후 복구이며 DNA 재조합에 의해 복구되는 반면 DNA 손상은 세 단계로 나뉩니다. ① 복제, 손상된 DNA는 여전히 복사될 수 있지만 손상된 부위로 복사되면 딸 가닥에 틈이 나타납니다. ② 재조합, 해당 조각이 완전한 모 가닥에서 틈으로 이동하고 모 가닥 A 틈이 사슬에 형성됩니다. ③ 채워지고 연결되어 모 사슬의 틈이 채워집니다. DNA 중합효소에 의해 합성되고 최종적으로 DNA 리가아제에 의해 연결됩니다.
재조합 복구는 DNA 복제 과정에서 사용되는 효과적인 방법으로, 복구 과정에서 DNA 손상이 발생하지 않습니다.
< p>제거되지만 복제가 계속되면서 여러 세대가 지나면 손상된 부분이 점차 희석되어 손상의 영향을 효과적으로 제거합니다.5. DNA 복제는 불일치입니다. 복제 제품에서 교정되지 않은 소수의 불일치 염기가 여전히 사용되지만, 그 정확성은 절대적이지 않습니다. 복제 중에 새로 합성된 DNA를 절제합니다.
DNA 사슬의 불일치 염기를 복구하면 복제 정확도가 102~103배 증가합니다. 불일치 복구 시스템은 대장균, 효모 및 포유류에서 발견되었습니다. 일치하지 않는 염기가 새로 존재합니다. 불일치 복구는 주형의 유전정보를 기반으로 불일치 염기를 복구하므로 복제 분기점을 통과한 후 주형을 인식할 수 있는 방법과 새로 합성된 DNA 가닥의 메커니즘을 보장해야 합니다. 원핵생물은 주로 주형 가닥의 메틸화를 통해 새로 합성된 DNA 가닥을 구별하는데, 대장균은 보통 아데닌 메틸 시토신 메틸화효소(Dam methylase)의 5'GATC 서열에 있는 아데닌 N6을 메틸화한다. 이중 가닥 DNA 및 시토신 메틸화효소는 5'CCAGG 서열의 시토신을 변환하는 데 사용될 수 있으며, 5'CCTGG 서열은 복제가 완료되면 짧은 시간(몇 초 또는 몇 분) 동안만 수행됩니다. 주형 가닥은 메틸화되고 새로 합성된 가닥은 메틸화되지 않습니다. DNA 사슬의 이 일시적인 헤미메틸화는 새로 합성된 사슬과 주형 가닥을 구별하는 사슬 식별 표시로 사용될 수 있으므로 복제 불일치가 존재합니다. GATC와 같은 가까운 서열은 모체 사슬을 주형으로 기반으로 합니다. 몇 분 후에 새로 합성된 가닥도 Dam 메틸화효소의 작용에 따라 메틸화되어 두 가닥이 모두 메틸화됩니다. 이러한 불일치 복구 과정은 더 이상 발생하지 않습니다. 메틸화된 DNA가 주형 가닥과 새로 합성된 가닥을 인식하는 기초가 되고, GATC 부근에서 불일치 복구가 발생하므로 이러한 복구는 메틸 지정 불일치 복구라고도 합니다. 진핵생물 복구는 기본적으로 대장균과 유사합니다. 예를 들어 포유류도 딸 가닥과 모 가닥을 식별하기 위해 뉴클레오티드 메틸화를 광범위하게 사용합니다.
불일치 복구는 염기가 일치하지 않을수록 에너지를 많이 소모하는 복구 과정입니다. 5'GATC와 같은 서열에서 유래할수록 더 많은 뉴클레오티드가 제거되고, 새로운 가닥을 재합성하기 위해 더 많은 dNTP가 소비됩니다. 염기 불일치 복구는 DNA 복제의 충실도에 크게 기여하며, 거의 모든 불일치가 수정됩니다. .
6. SOS 복구
SOS 복구는 오류 발생 복구라고도 하는데, 이는 DNA 분자가 광범위하게 손상되어 발생하는 복구 메커니즘입니다. 복제가 억제되면 SOS를 위기 상태의 세포에 대한 비유로 사용합니다. DNA 분자는 고밀도 긴 세그먼트에 의해 손상되어 손상된 부위에서 DNA 복제 과정이 억제됩니다. 특이성과 재조합 효소와 같은 SOS 복구와 관련된 효소 세트는 복제가 완료된 후에도 게놈의 무결성이 유지되고 생존 확률이 높아지더라도 손상된 부위에서 DNA 복제를 계속 촉매합니다. 세포의 성능이 향상되면 많은 오류가 남아 돌연변이가 발생하게 됩니다.
SOS 복구는 원핵세포와 진핵세포에서 널리 발견되며 유기체가 불리한 환경에서 생존하기 위한 긴급 대응으로 주로 영향을 받습니다. RecA와 lexA에 의해 유전자의 조절을 받아 DNA가 손상되면 충분한 양의 RecA 단백질이 생성되고, RecA는 LexA 단백질을 단백질분해하여 많은 복구 관련 유전자를 활성화시킵니다. 모든 세포에는 DNA를 복구하는 다양한 방법이나 경로가 있습니다. 어떤 경로가 사용됩니까? 상황과 어떤 유형의 손상이 발생하는지에 따라 다릅니다. 예를 들어 우라실 N-글리코실 복구 효소 시스템과 불일치 복구 시스템은 복제 오류를 교정할 수 있으며, 광재활성화 복구 시스템, 절제 복구 시스템, 재조합 복구 시스템 및 SOS 복구 시스템은 환경 요인과 체내 화학 물질로 인해 발생하는 DNA 분자 손상을 복구할 수 있습니다. DNA 분자의 이중 나선 구조는 DNA의 상보적인 이중 가닥으로 인해 손상 복구의 중요한 기초가 됩니다. 한 가닥의 손상을 보장할 수 있습니다
< p>잘린 후 다른 가닥에서 수리에 필요한 정보를 얻을 수 있습니다.