【생물학】 8-1강. DNA의 교정 및 수선

8-1강. DNA의 교정 및 수선

 

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1. 돌연변이원 [본문]

2. 원본 표식 [본문]

3. 교정 [본문]

4. 수선 [본문]

5. DNA 교정 및 수선이 실패할 경우 [본문]

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1. 돌연변이원 [목차]

 

 

2. 원본 표식 [목차]

⑴ 주형가닥의 A 염기를 메틸화하여 원본임을 표시

⑵ Dna 메틸레이스(methylase)가 관여, ori C 부위에 있는 5'-GATC-3' 염기서열의 메틸화

 

 

3. 교정 [목차]

⑴ DNA 중합효소는 교정 기능이 있으며, 중합 시 복제 착오율은 1/10⁷

⑵ 메커니즘 1. 엑소뉴클레아제(exonuclease)

⑶ 메커니즘 2. 3' → 5' 수정(DNA pol I, II, III) : 3' → 5' 엑소뉴클레아제 활성이 있어서 DNA 합성과정에 생기는 오류를 수정 가능

⑷ 메커니즘 3. 5' → 3' 수정(DNA pol I) : 5' → 3' 엑소뉴클레아제 활성

 

 

4. 수선 [목차]

⑴ 수선 효소가 수정을 하면 복제 착오율은 1/10⁹

⑵ 종류 1. 이량체 회복

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Figure. 1. 이량체 회복 메커니즘^]

 

① 1^st. 자외선이 인접한 티민 사이에 피리미딘 이량체(TT)를 유도

② 2^nd. DNA 광분해효소가 인산디에스테르 골격의 변형을 인식하여 피리미딘 이량체에 결합

③ 3^rd. DNA 광분해효소가 청색광(300 nm 이상의 가시광선)을 흡수하여 활성화

④ 4^th. 활성화된 DNA 광분해효소가 DNA로부터 티민을 분리시킴

⑶ 종류 2. 절제수선(excision repair)

① 개요

○ DNA의 여러가지 구조적 결합을 치유할 수 있는 회복계 중 가장 보편적인 회복계

○ 대장균에서 가장 잘 밝혀져 있으며 여러 가지 변형된 회복계가 다른 생물에 존재

② 종류 2-1. 미스매치 절제수선(mismatch excision repair)

○ 특징 : 원본 표식, Mut 사용, DNA pol Ⅲ 사용

 

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Figure. 2. 대장균에서 절제 회복 과정^]

 

③ 종류 2-2. 염기절제 회복(base excision repair)

○ 정의 : 염기가 산화, 알킬화, 가수분해, 아민 제거로 손상받아 U 염기를 형성하는 경우 회복 방법

○ 과정 1. DNA glycosylase가 손상 염기와 오탄당 사이 절제하여 염기만 제거

○ 과정 2. AP endonuclease가 염기만 제거된 AP site의 5'쪽에 있는 당-인산 골격 절단

○ AP : apurine 또는 apyrimidine

○ 과정 3. AP lyase, endonuclease, phosphodiesterase : 손상된 nucleotide의 나머지 부분 제거

○ 과정 4. DNA polymerase : 제거 부위 nucleotide 합성

○ E.coli에서는 DNA pol Ⅰ이 관여하고 포유류에서는 DNA pol β이 관여함

○ 과정 5. DNA ligase : nick 연결

④ 종류 2-3. 뉴클레오티드 절제회복(nucleotide excision repair)

○ 정의 : 피리미딘 이합체와 같은 크기가 크고 나선 형성을 방해하는 손상을 회복하는 과정

○ 과정 1. 절제단계(incision)

○ 과정 1-1. repair endonuclease : 티민 이합체에 의하여 뒤틀린 부분을 인식하여 절단

○ 과정 1-2. 티민 이합체가 있는 곳으로부터 5' 쪽으로 8 뉴클레오티드 떨어져 있는 당-인산 결합을 절단

○ 과정 1-3. 3' 쪽으로 4~5 뉴클레오티드만큼 떨어져 있는 당-인산 결합을 절단

○ 결국 12 ~ 13 뉴클레오티드 떨어진 두 곳이 절단

○ 과정 1-2와 1-3에 있어서 helicase와 exonuclease가 관여함

○ 과정 2. 절단 부분 끝에 존재하는 3'-OH기에 중합효소 Ⅰ(pol Ⅰ) 결합

○ 과정 2-1. 티민 이합체를 가지고 있는 DNA 절편을 제거하면서 새로운 가닥을 합성

○ 과정 2-2. 진핵생물에서는 DNA pol ε/δ

○ 과정 3. 리게이스(ligase)가 새로 합성된 절편을 원래의 DNA 가닥에 결합

⑷ 종류 3. 좋은 복제 후 수선 : Lex A 단백질 증가 → 정확도 증가

⑸ 종류 4. SOS 수선 : 급하게 수선하는 방식. Lex A 단백질 감소 → Rec A 단백질 활성 증가 → 정확도 감소

 

 

5. DNA 교정 및 수선이 실패할 경우 [목차]

⑴ 돌연변이 속출

 

입력: 2019.03.03 00:37