修复双链断裂

DNA的双链结构有两大优点。 首先，它充当遗传信息的安全存储库，其中一条链充当备份，以防另一条链受损。 其次，双螺旋结构可以包裹在称为组蛋白的蛋白周围，形成核小体，然后将核小体紧密缠绕形成染色体。 这样，长达 2 英寸的 DNA 链就可以包含在细胞的微观结构中。 双链断裂不仅会损害遗传信息的两个拷贝，还会破坏 DNA 的连续性，使染色体变得脆弱。

在一个细胞中，每天估计有十次双链断裂 (DSB)。 损害的主要来源是代谢副产物（例如活性氧）和环境因素（例如电离辐射）。 虽然不太常见，但核酶故障也会导致 DSB。 II 型拓扑异构酶（在解开染色体时切割 DNA 两条链并重新连接它们）等酶的失效可能会无意中导致 DSB。 DNA 双链体上的机械应力也会导致 DSB。 在原核生物中，长期干燥会使 DNA 变形，导致 DSB。

在 DNA 修复的两种机制中，同源重组取决于附近的姐妹染色单体，这发生在 S 期和 G2 期。 由于这种限制，在没有同源供体的情况下，细胞必须诉诸非同源末端连接（NHEJ），尽管它的准确性要低得多。 据推测，高等真核生物能够优先利用 NHEJ 进行 DSB 修复的原因是它们拥有丰富的非编码 DNA，允许核苷酸替换、删除或添加，而不会造成严重后果。