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细胞为我们的DNA分子提供了完整的修复机制工具箱

文章作者:www.cs-vaccine.com发布时间:2020-01-11浏览次数:1852

我们的细胞为DNA分子的修复机制提供了完整的工具包。三位诺贝尔奖获得者已经弄清楚这些是什么以及它们是如何运作的。 Tomas Lindahl,Paul Modrich和Aziz Sancar独立发现细胞中的酶如何从遗传分子中去除受损的碱基,修复紫外线损伤,并防止错误复制。他们的发现构成了许多医学和细胞生物学应用的基础。

我们已经在很大程度上确定了我们的遗传物质,即每个细胞中的遗传密码。然而,从受精卵细胞的最初细胞分裂到我们当前的年龄,这种DNA已经走过了漫长的道路:它被复制了数百万次,被有害辐射轰击并受到侵略性分子的攻击。然而,我们的遗传物质几十年来一直保持完整。这种耐久性是由于我们细胞中DNA的不断修复和控制。通过整个修复机制工具包,我们的主体确保重要代码保持可读性并正确地从一个单元传递到其后代。这些机制是什么,今年的诺贝尔奖得主托马斯林达尔,

剪切和替换

在20世纪70年代早期,当在斯德哥尔摩的卡罗林斯卡研究所工作时,托马斯林达尔发现DNA并不像20世纪60年代末那样完全稳定和不变。相比之下,遗传分子也容易受到损害和衰变过程 - 而且速度非常快。但为什么我们细胞中的DNA稳定数十年? Lindahl怀疑细胞中必须有酶来修复损伤。事实上,在实验中,他发现了这些酶中的一种:他发现了一种细菌蛋白质,一旦碱性胞嘧啶失去氨基,就会变得活跃,从而改变了代码。它从双链中切割出半衰变的碱基,保留了互补基础并增加了新的基础。 1974年,Lindahl发表了第一个所谓的基础切除修复机制的例子。在接下来的20年左右的时间里,他发现了更多的例子,甚至在1996年成功地在体外复制了这种DNA修复过程。

但这种机制并不能弥补DNA损伤,包括紫外线辐射对我们遗传物质的破坏。如何解决这些问题,土耳其研究员Aziz Sancar已被解密。在20世纪70年代早期,他注意到一些关于细菌的奇怪事情:当它们被致命射击时,它们在暴露于蓝光时恢复。当他在美国Sanjay耶鲁大学时,绳索上的这种奇怪的修复机制:事实证明,细菌细胞具有可以暴露于光修复DNA的紫外线损伤的酶解酶。不久之后,Sancar在他的作品中发现了第二组酶,即使在黑暗中也可以修复损伤。

对于这种核苷酸切除修复,酶将DNA链切割到UV损伤的左侧和右侧,并去除大约12个碱基对的片段。然后DNA聚合酶通过将互补碱基掺入第二链来补充间隙。 1983年,Sancar发布了这种修复机制,这种机制也适用于我们的细胞。