DNA 복구 개요

DNA는 모든 유전 정보의 저장소로서 매우 안정적입니다.

그러나 다른 유기 분자와 마찬가지로 열, 방사선 및 세포 호흡 중에 생성되는 자유 라디칼에 의한 산화를 포함하여 기본 화학을 변경하는 다양한 변화에 취약합니다.

또한 세포에는 물이 풍부하게 존재하며 이는 가수분해 손상을 일으킬 수 있습니다. 생리학적 조건에서 DNA 염기를 자발적으로 손상시키는 두 가지 유형의 가수분해 반응이 있습니다.

첫 번째, 탈아미노화(deamination)는 시토신(cytosine)과 같은 피리미딘(pyrimidine) 염기에 영향을 미치며, 염기를 우라실(Uracil)로 전환하는 물의 존재 하에서 아미노기의 손실로 정의됩니다. 두 번째는 탈정제(depurination)로, 염기와 디옥시리보오스(deoxyribose) 사이의 결합이 절단되어 퓨린 염기가 손실되어 DNA에 아퓨린(apurinic) 부위가 남는 것입니다.

이러한 다양한 유형의 손상은 무작위 돌연변이로 이어지며, 이는 매우 해로울 수 있으며, 특히 게놈 불안정성, 세포 사멸 또는 암을 유발할 수 있습니다. 다행히도 이러한 돌연변이 중 일부만 세포의 매우 효율적인 복구 메커니즘으로 인해 DNA 복제 중에 유지됩니다.

DNA 자체의 이중 가닥 구조는 두 가닥에 두 개의 개별 유전 정보 사본을 포함하고 있기 때문에 복구에 특히 적합합니다. 이는 한 가닥이 손상되었을 때, 상보적인 가닥이 올바른 뉴클레오티드 염기서열을 복원하기 위한 주형으로 사용될 수 있음을 의미합니다.

DNA 복구 메커니즘에는 세 가지 일반적인 메커니즘이 있습니다. 첫 번째는 염기 절제 복구(base excision repair)로, 탈아미노화(deamination) 또는 탈정제(depurination)를 초래하는 가수분해 손상과 같은 내인성 DNA 손상을 고정하는 데 중점을 둡니다. 뉴클레오티드 절제 복구는 자외선 또는 특정 화학 발암 물질로 인한 손상을 수정할 수 있으며, 마지막으로 미스매치 복구는 복제 중 DNA 중합효소에 의한 잘못된 염기 결합을 수정하여 잘못된 염기쌍을 초래합니다.