Back to chapter

7.3:

Эксцизионная репарация основания длинным фрагментом

JoVE Core
Molecular Biology
This content is Free Access.
JoVE Core Molecular Biology
Long-patch Base Excision Repair

Languages

Share

У млекопитающих наблюдается второй тип BER который часто пользуется приоритетом, в случае нехватки АТП BER-репарация длинными фрагментами. Вместо того, чтобы просто удалить единственное поврежденное основание, Длинно-фрагментная BER устраняет патч длиной в несколько нуклеотидов. Для достижения этой цели другая ДНК-полимераза, дельта-эпсилон, добавляет несколько нуклеотидов, которые вытесняют исходные нуклеотиды.Это приводит к навесанию излишка олигонуклеотидов, назваемого клапаном, который содержит поврежденное основание. В присутствии фактора репликации, который называется распространяющимся ядерным антигеном клетки, или PCNA, специальная эндонуклеаза, называемая эндонуклеаза клапана, FEN, удаляет этот клапан перед тем, как ДНК лигаза запечатает разрез. Механизм длинно-фрагментной BER особенно полезен при устранении повреждений, возникших из-за ионизирующего излучения.

7.3:

Эксцизионная репарация основания длинным фрагментом

С момента открытия двух путей BER велись дебаты о том, как клетка выбирает один путь по сравнению с другим, и о факторах, определяющих этот выбор. Многочисленные эксперименты in vitro показали, что для выбора варианта пути существует множество детерминант. К ним относятся:

  1. Тип поражения: в зависимости от типа повреждения основания в поврежденный участок привлекается определенная ДНК-гликозилаза – моно- или бифункциональная. В то время как последовательное действие монофункциональной гликозилазы способствует событиям репарации длинных участков, бифункциональная гликозилаза управляет BER коротких участков.
  1. Стадия клеточного цикла: основными белками-участниками, которые отличают BER длинного участка от альтернативного пути BER короткого участка, являются ядерный антиген пролиферирующих клеток (PCNA), фактор репликации белка C (RF-C), и эндонуклеаза 1, специфичная для свисающих концов (FEN1). PCNA особенно признан краеугольным камнем этого пути. Он действует как в качестве каркаса для закрепления полимеразы на поврежденном участке, так и связывается с FEN-1, облегчая ее нуклеазную активность. Кроме того, для загрузки PCNA на ДНК требуется RF-C. Все эти белки также необходимы во время репликации ДНК, что позволяет предположить, что BER длинных участков исправляет повреждения реплицирующейся ДНК, в то время как коротких участков используется для восстановления ДНК в состоянии покоя.
  1. Дефицит АТФ: также было отмечено, что, хотя BER единичных нуклеотидов или коротких фрагментов преобладает в нормальных физиологических условиях, в условиях нехватки АТФ предпочтение смещается в сторону BER длинных фрагментов. Это связано с тем, что поли(АДФ-рибоза) может служить уникальным источником АТФ на этапе лигирования в BER.

Suggested Reading

  1. Fortini, Paola, and Eugenia Dogliotti. "Base damage and single-strand break repair: mechanisms and functional significance of short-and long-patch repair subpathways." DNA repair 6, no. 4 (2007): 398-409.
  2. Petermann, Eva, Mathias Ziegler, and Shiao Li Oei. "ATP-dependent selection between single nucleotide and long patch base excision repair." DNA repair 2, no. 10 (2003): 1101-1114.