DNA 손상
- 자발적 돌연변이
- 외부에서 특별한 돌연변이 유발원인 발암물질들에 의한 노출에 의해서 유도되는 돌연변이
DNA는 가수분해와 탈아미노화로 자연적인 손상이 일어난다.
1) 자발적 돌연변이
물분자와 접촉하고 있어서 가수분해가 돼서 염기의 어떤 그룹이 떨어져 나가게 된다.
Ex) 아미노기가 떨어짐
Deamination : 탈아미노기
시토신 염기의 탈아미노화가 가장 빈번한 가수분해에 의한 손상이다.
시토신(C)은 자연적인 탈아미노화가 일어나 DNA에 비정상 염기인 우라실(U)를 형성한다.
그러면 복제시 아데닌(A)을 들어오게 한다.
Depurination : 탈퓨린화
자연적 가수분해에 의해 탈퓨린화가 일어나면 DNA에 염기가 없는 것이 생기게 된다.
c. C가 U로 되면 DNA의 U를 발견할 때마다 DNA를 수선
메틸기를 가지고 있는
똑같은 탈아미노기여도 더 심각하다.
DNA는 알칼화, 산화 및 방사선에 의해 손상을 입는다.
알킬화의 경우, 메틸 또는 에틸기가 염기와 DNA 골격 인산의 반응성 부위에 전이된다.
알칼화나 산화와 같은 화학적 처리나 방사선에 의한 손상에 취약한 구아닌의 특이적 부위를 보여준다.
이와 같은 변화의 산물은 흔히 높은 돌연변이성을 나타낸다.
인산 5탄당 염기
T가 인접해 있으면 이 사이에서 cyclobutane ring이 형성될 수 있다. (공유결합)
굉장히 강해서 안 떨어진다.
그러면 thymine dimer가 형성되고 proofreading으로 어느정도 제거할 수 있다.
이것이 생기는 가장 큰 유발원은 UV이다.
염기 유사물질과 염기 간 삽입물질에 의해서도 돌연변이가 일어난다.
돌연변이는 정상 염기를 대치하거나 염기 사이에 끼어드는 삽입물질에 의해서도 일어날 수 있다.
정상염기와 비슷하여 세포에 의해 수용되어, 뉴클레오시드 삼인산으로 전환되며, 복제시 DNA에 통합된다.
그러나 정삼 염기와의 구조 차이로 인해 부정확한 염기쌍을 형성하게 되어 복제과정 중에 종종 실수를 일으킨다.
a. 주형에 있는 A에 얼마든지 T처럼 결합한다.
DNA 손상의 수선 및 내성
DNA 손상의 직접적인 역전 (reverse damage)
1. reverse damage : 생긴 문제를 완벽하게 원래대로 돌리는 것
손상을 간단히 역전시켜 수선하는 예로는 광회복(photoreactivation)을 들 수 있다.
UV조사는 티민 2량체의 형성을 일으킨다.
빛이 비치면, DNA 광회복효소가 2량체 사이에 형성된 고리를 절단하여 2개의 티민 잔기를 복구시킨다.
광회복은 자외선 조사에 의해 형성된 피리미딘 2량체를 직접 되돌려 놓는다.
DNA photolyase가 빛에너지를 이용하여 인접한 두 피리미딘을 연결하는 공유결합을 절단한다.
염기 절제수선효소는 손상된 염기를 염기 절단 기작으로 제거한다. (base exision repair)
손상된 염기들을 복구하는데 가장 많이 사용되는 방법은 잘못된 염기를 제거하고 대체하는 수선계에 의한 방법이다.
메틸기를 떼낼 때 자기에게 붙여서 떼낸다.
자기가 희생하여 가져가기 때문에 suicide enzyme으로 불린다.
Enzyme을 소모하기 때문에 대가를 치루는 수선 기작이다.
절제 수선은 염기를 먼저 제거하고 복구
우라실 글리코실라아제는 DNA 골격의 글리코시드결합을 가수분해하여 AP자리를 남긴다.
G를 제거하고 고쳐서 다시 복제해서 쓴다.
못고친 상태에서 복제기구가 오면 oxoG를 감지할 수 있는 제2의 수선기구가 있다.
실수-구제계라고 하며 A를 제거하고 C를 복구시킨다.
뉴클레오티드 절제수선효소는 손상된 DNA의 양쪽을 모두 절단한다. (nucleotide excision repiar)
GG-NER
염색체 상태에서 문제가 있는 것을 찾는 것
일반적인 Genome 수준에서 일어남
TC-NER : 전사 수준에서 일어남
전사되고 있는 유전자에서 먼저 일어난다.
Distortion 이 일어나면 감지해야한다.
염색체를 스캐닝하다가 문제가 있는 부분을 잡는다.
B가 찌그러지면서 염색체가 벌어진다.
칼집을 내는 요소가 Uvr C이다.
Dimer 형태를 이루고 있어서 양쪽에 칼집을 내준다.
양 말단이 노출되고
UvrD가 이중나선의 꼬임을 풀면 떨어져나오고
DNA Pol l 이 DNA를 채운다.
마지막의 DNA 틈새는 ligase가 해준다.
Mismatch repair 는 DNA Pol lll를 이용한다.
진핵세포에서는 다르다.
XPF와 XPG가 양쪽을 절단한다.
XPB와 XPD가 헬리케이스 역할을 한다.
전사되는 유전자, 즉 지금 필요한 유전자 부위부터 고친다.
원핵과 진핵을 나누어서 알아놔야 한다.
TF ll H (= XPB + XPD)는 푸는 역할
XPG, XPF가 양쪽 자름
제거되고 복제기구가 와서 DNA repair
전사여부와 관계 없는 = GG-NER
전사되는 유전자 우선 = TC-NER
GG-NER 은 그냥 순찰하다가 걸리면 한다.
TC-NER는 TFllH가 빠르게 올 수 있다.
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