DNA 复制过程中错配修复的机制是什么?
它的基本原理是MMR基因保证了DNA复制的高度保真,一旦MMR基因发生突变或启动子甲基化引起错配修复基因失活,导致机体错配修复功能的降低,进而导致整个基因组的不稳定,。
错配修复基因是在遗传性非息肉性大肠癌(HNPPC)中分离到的一组遗传易感基因,该系统任一基因突变,都会导致细胞错配修复功能缺陷,结果产生遗传不稳定,表现为复制错误或微卫星不稳定,因而容易发生肿瘤。
在现存细胞内的DNA修复机制中,由DNA损害断裂的程度可以分为两种类型,一种是单股损害,另一种则是DNA双股断裂。前者修复机制通常需要藉助其对应的另一股当模版(template),而后者在缺乏另一股序列当模版的情况下。
则是转而透过同源的染色体(homologous chromosome)序列或姊妹染色分体(sister chromatid)来寻求支持。(在高等生物中,有时候DNA双股断裂的修复有时候有可能无须任何序列当模版,而径行将断裂部分直接接合,然而这种DNA修复方式可能隐含错误的机率(error-prone)。
扩展资料
错配修复系统在复制的过程中,就开始矫正刚复制的DNA双链了。DNA复制过程中,模板链的GATC序列的A的N6位置发生甲基化,靠近复制叉处甲基化程度最小。所以新合成的DNA双链分子处于半甲基化状态,错配修复系统正利用这一原理,以模板链的碱基位模板,外切子链的错配核苷酸。
原核生物比如大肠杆菌的错配修复系统是由Mut基因编码的Mut S,Mut H和Mut L蛋白,其中Mut S和Mut L,每个蛋白重复一次,形成四聚体Mut SL,在DNA上滑动,如果遇到碱基对错配引起的隆起,就会停留,开始把两边的DNA双链拉扯,成环,直到识别到GATC序列,如果A的N6发生甲基化,说明是母链,不切除。
而如果GATC的A没有甲基化,说明是子链,Mut H就会结合在Mut SL上。Mut H有核酸内切酶活性,在GATC序列的5’端,再由DNase I发挥外切酶活性,把Mut SL四聚体拧出的环全部切除,再DNA POL III和DNA连接酶重新填补。
真核生物比如人类,与Mut gene对应的编码基因是hMSH2和hMLH1,对应Mut S和Mut L,其余过程也相同,详细基因编码产物见错配修复基因。
参考资料:百度百科-错配修复基因
参考资料:百度百科-错配修复
2024-11-08 广告
在大肠杆菌中的错配修复系统已经研究得十分透彻了(如下图所示)。这个系统主要包括酶错配矫正酶(mismatch correction enzyme)、DNA聚合酶Ⅲ和DNA连接酶等11种蛋白参与。可以分为步骤:启始、切除和修复。启始:根据序列上GATC中腺嘌呤(A)的甲基化程度不同,酶错配矫正酶中的MutS部分识别错配区域,而MutH和MutL识别没有甲基化的GATC序列。之后,将新合成的单链上切出一个缺口(nick)。切除:由核酸外切酶将距离GATC到错配区域间的DNA链切除。为了防止剩下的暴露的单链遭到降解,需要有单链结合蛋白(Ssb)将其保护起来。修复:由DNA聚合酶Ⅲ全酶进行合成,连接酶对缺口进行连接。
错配修复系统是一种高度保守的途经。理论上,它在真核系统中的修复过程应该与原核系统中的相类似。原核系统是依靠甲基化程度来判断哪条是新合成链,而在真核系统中是如何识别错配单链的机制尚未明确。但是,人们在体外可以利用含有MutSα或者MutSβ、MutLα、RPA、PCNA、EXO1、HMGB1、RFC和DNA聚合酶δ的系统将含有缺口的双链DNA进行修复。