[왓슨 분자생물학] 10장 돌연변이 발생과 DNA 수선 -2
10.3 DNA 손상의 수선과 내성
- DNA 손상은 복사 및 전사 장애를 발생시킴 → DNA 서열 영구변화
- DNA 손상 수선 시스템
| 유형 | 손상 | 효소 |
| Mismatch repair | 복제 실수 | (원핵)MutS MutL MutH, (진핵)PMS |
| 광 회복 | 피리미딘 2량체 | DNA phosphorylase |
| 염기 절제 수선 | 염기 손상 | DNA glycosylase |
| 뉴클레오티드 절제수선 | 피리미딘 2량체, 염기상 부가물 | 원핵-UvrA, UvrB, UvrD 진핵-XPC, XPA, ERCCI-XPF, XPG |
| 이중가닥 절단수선 (재조합) |
이중가닥 절단(γ, x-선) | (원핵)RecA, RecC-RecD |
| 장애관통 DNA 합성 | 피리미딘 2량체, 탈퓨린, 염기상 부가물 | (원핵) Y-Family DNA polymerase |
- 절제수선이 가장 정교 (염기 절제 수선) 그다음은 이중가닥 절단수선 (재조합), 장애관통이 가장 오류 많음
- 광회복 : DNA phosphorylase 효소가 UV에 의한 피리미딘 2량체를 정상화. 광 의존회로가 존재
- 재조합수선 : 제 2의 염색체(자매염색체)를 이용하여 수선
- 장애관통 합성 : DNA pol. 의 진행이 봉쇄되면 장애관통중합효소가 손상부위를 대신 복제. 돌연변이 유발 가능성이 높음
1. DNA 손상 역전
- 광회복 : 자외선 조사로 형성된 2량체 피리미딘을 복구. DNA 광회복 효소가 티민2량체 사이 고리 절단
- 메틸기 전이효소 : 메틸구아닌 메틸기 제거 → 효소의 시스테인 잔기에 옮긴다.
2. 염기절제수선효소 (가장 정확도 높고, 간단, 제일 자주 함)
- 염기절제수선 : glycosylase 가 손상된 염기를 인지 → 글리코시드 결합 가수분해하여 제거(당만 남고 염기만 절단) → 남은 당은 핵산내부분해효소가 제거 (탈퓨린화, 탈피리미딘화, 당 제거) → Ligase 와 DNA pol 이 복구
- glycosylase 는 장애특이적. 서로 다른 여러 종류가 있음 (옥소구아닌, 시토신 탈아미노화로 우라실이 됨). 작은 홈으로 서열 탐지(손상된 염기가 돌출되는 것이 특이적 자리를 가지게 되어 결합함)
- DNA 복제 전, 염기가 잘못되어 있으면 실수-구제 시스템이 이를 보완. 옥소구아닌-A 일 경우, 실수-보정 glycosylase 가 A를 제거
3. 뉴클레오티드 절제수선 효소
- 손상된 DNA 양쪽 모두 절단. 특정 손상부위를 인지하지 못한다. (이중나선구조의 왜곡을 인지)
- 티민 2량체, 첨가물
- 짧은 가닥 조각의 절제 → DNA pol 로 회복
- E. coli에서 뉴클레오티드 절제수선, UvrA-UvrB 복합체 (DNA왜곡 탐지) → UvrA는 떨어져 나가고 UvrB가 장애지점 DNA를 용해 (버블생성) → UvrB가 UvrC를 불러 두 곳을 절단하게 함 → UvrD가 단일가닥을 떨어져 나가게 함 → DNA pol, Ligase 가 간극을 메움
- 전사~짝지움 수선 : RNA pol 이 장애부위를 만나면 전사 정지 → 전사방울 발생 → 뉴클레오티드 절제수선 단백질이 수선. (진핵) 전사인자 TFIIH가 핵심! Helicase 기능, DNA 문제부분 용해, 전사 시 DNA 주형을 여는 기능을 함.
참고문헌 : Watson. (2014). 왓슨 분자생물학(7판). (주)바이오사이언스출판