DNA修復の概要

DNAは、すべての遺伝情報の宝庫として、非常に安定しています。

しかし、他の有機分子と同様に、熱、放射線、細胞呼吸中に生成されるフリーラジカルによる酸化など、その基本化学を変化させるさまざまな変化の影響を受けやすいです。

また、細胞内には水が豊富に存在し、これが加水分解損傷を引き起こす可能性があります。生理学的条件下でDNA塩基を自発的に損傷する加水分解反応には2つのタイプがあります。

最初の脱アミノ化は、シトシンなどのピリミジン塩基に影響を及ぼし、塩基をウラシルに変換する水の存在下でのアミノ基の喪失によって定義されます。2つ目は脱プリン化で、これは塩基とデオキシリボースとの間の結合の切断によるプリン塩基の喪失であり、DNAにアプリン部位が残ります。

これらの異なるタイプの損傷は、ランダムな突然変異を引き起こし、非常に有害であり、ゲノムの不安定性、細胞死、または癌などの状態を引き起こす可能性があります。ありがたいことに、これらの突然変異のうち、細胞の非常に効率的な修復メカニズムにより、DNA複製中に保持されるのはごくわずかです。

DNA自体の二本鎖構造は、その2本の鎖に遺伝情報の2つの別々のコピーを含んでいるため、修復に特に適しています。つまり、1本鎖が損傷を受けた場合、相補鎖をテンプレートとして使用して、正しいヌクレオチド配列を復元できます。

DNA修復メカニズムには、一般的に3つあります。1つ目は、塩基切除修復で、脱アミノ化や脱純度化を引き起こす加水分解損傷など、内因性DNA損傷の修復に焦点を当てています。ヌクレオチド除去修復は、紫外線や特定の化学発がん物質によって引き起こされる損傷を修正することができ、最後に、ミスマッチ修復は、複製中のDNAポリメラーゼによる誤った塩基形成につながる誤った塩基取り込みを修正します。