DNA损伤修复是细胞维持基因组稳定性的重要机制,主要分为以下四种方式:
一、直接修复
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光修复
通过可见光(300-600nm)照射激活光修复酶(如光复活酶),使嘧啶二聚体解开恢复正常结构。此过程仅限紫外线引起的特定损伤。
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烷基化损伤修复
酶类(如O6-甲基鸟嘌呤-DNA甲基转移酶)直接移除DNA碱基上的烷基团,防止错误配对导致的基因突变。
二、切除修复
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碱基切除修复(BER)
通过糖苷酶识别损伤碱基,形成无碱基位点(AP位点),再由AP内切酶切除损伤序列,DNA聚合酶填补空缺,最后连接酶封口。
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核苷酸切除修复(NER)
核酸内切酶切除包含损伤的寡核苷酸片段,DNA聚合酶以健康链为模板合成新序列,连接酶完成封口。此机制可修复紫外线、化学物质等引起的损伤。
三、重组修复
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同源重组修复(HR)
以姐妹染色单体为模板,通过重组蛋白(如RecA)引导母链与子链缺口交换,复制后由DNA聚合酶填补缺口,连接酶连接。
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非同源末端连接修复(NHEJ)
直接连接断裂末端,无需模板,但易引入插入或缺失突变。此机制在细胞应对严重DNA损伤时启动。
四、SOS修复
- 当DNA损伤广泛且常规修复机制失效时启动,结合切除修复和重组修复。此途径具有高错误率,通常与细胞凋亡或衰老相关。
补充说明
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错配修复(MMR) :虽未被单独列为一种修复方式,但属于DNA复制过程中的重要校对机制,可修复碱基错配。
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应激反应 :部分资料将SOS修复归类为应激反应,指细胞在极端环境下的应急修复机制。
以上修复方式共同维持基因组稳定,不同机制在细胞应对不同损伤类型时发挥关键作用。