7.4: ヌクレオチド切断修復

概要

DNAの歪みと損傷

損傷領域の特定と修復

ヌクレオチド除去修復では、特定のタンパク質複合体がDNAの損傷領域を認識し、除去と修復のための目印を立てます。原核生物では、UvrA、UvrB、UvrCの3つのタンパク質がこのプロセスに関与しています。UvrAとUvrBは1つの複合体として機能し、DNAの鎖に沿って移動しながら、物理的な異常を検出します。

損傷が検出されると、損傷部分の鎖が分離され、UvrCなどのエンドヌクレアーゼ酵素が損傷部分を切断・切除します。DNAポリメラーゼが新しいヌクレオチドで切除によってできた空隙を埋め、DNAリガーゼ酵素がまだ結合がない新しいDNAと古いDNAの間をつなげます。

NERの変異は深刻な結果をもたらします

原核生物では、NER複合体は3つのUvrタンパク質で構成されていますが、真核生物では10数個のタンパク質がDNA修復を制御しています。ヒトでは、NER経路の変異が色素性乾皮症（XP）などの疾患の原因となり、皮膚がんの発生率が2000倍になるといわれています。XPの患者は、紫外線に非常に敏感で、日光に数分さらされただけで重度の皮膚火傷を起こすことがあります。さらに、XP患者は早期老化の兆候を示し、しばしば神経学的異常を発症します。修復メカニズムが正常に働かないと、DNAの損傷が蓄積され、細胞の異常死や癌化する可能性のある腫瘍を引き起こす可能性があります。

DNAが紫外線と 一定の化学発癌物質にさらされると重度の損傷が起こることがあり 通常の構造が特定の形に歪められます この種の損傷を修復できるのは ヌクレオチド除去修復というプロセスです このプロセスは、ここではE. Coliと表記する タンパク質UvrAとUvrBを含む酵素複合体が DNAに沿って移動することから 始まり 損傷部の物理的異常を検知します そこで鎖が引き離され UvrCのようなエンドヌクレアーゼ酵素が 損傷部の両端を切り離します この酵素DNAヘリカーゼが切断部を除去し 別の酵素であるDNAポリメラーゼが 新たなヌクレオチドで間隔を埋めます 最終的に、酵素DNAリガーぜが 新たなDNAと古いDNAの両端を接着し 修復は完了です