광채 활성화
세균인 Streptomyces griseus에게 많은 양의 자외선을 쬐어주었을 때, 이 세균이 가시광선에서도 역시 노출이 되면 생존율이 수백 배가 증가하는 현상
광채 활성화는 시클로부탄 디피리미딘 장애를 수선하는 반응
광분해 효소라는 효소가 DNA 분자를 탐색한다
광분해 효소 - 피리미딘 이량체의 복합체가 파장이 350~ 500nm인 빛의 광자를 흡수한다
결합한 광분해 효소는 DNA로부터 떨어진다
메틸전이효소
특이적인 메틸 전이효소들의 작용은 알킬화로부터 발생한 장애를 처리한다
NTG와 같은 물질에 의해 DNA가 알킬화되기 쉬운 염기가 구아닌과 티민이다, 구아닌과 티민은 알킬화되면 각각, 06-메틸 구아닌과, 04-메틸 티민이 된다
Ada 유전자의 산물인 메틸전이효소는 메틸, 알킬 그룹들을 06-메틸 구아닌과 04-메틸 티민으로부터 옮길 수 있다.
Ada 메틸전이효소는 DNA의 인산 뼈대로부터 인산그룹 제거
이후 효소는 활성을 잃게 되고 결국엔 분해
UvrABC에 의해 지휘가 이루어지는 뉴클레오타이드 잘라내기 수선 (NER)
NER은 Robert set low에 의해 보고
‘망칠 수선’이라고 불렀는데 자외선에 노출된 세포들이 DNA를 수선하는데 빛이 필요하지 않고, 자외선 조사 후 세포들이 DNA를 복제를 재개하는 데에도 빛이 필요하지 않았기 때문
NER 과정
자외선이 DNA를 손상한다
UvrA2B1 복합체가 장애들을 찾기 위해 DNA 분자를 검사
UVB가 장애에 결합하고 UVA 2는 UvrC로 교체된다, UvrC가 UVB에 결합하면 UVB가 손상의 3‘ 쪽을 절단하도록 유도되고, 아마도 손상의 5’ 쪽에서 두 번째 절단하도록 유도
- 첫 번째 가설 : 한 번의 절단만 일어나면 DNA 중합효소 l의 5‘에서 3’으로의 엑소 새 클리아에 활성이 이량체를 포함하는 뉴클레오타이드들을 절단된 가닥으로부터 제거한다
- 두 번째 가설 : 절단이 두 번 일어났다면 이량체를 포함하는 절단된 뉴클레오타이드 조각이 떨어져 나간다
5. DNA 중합효소 l의 5‘에서 3’으로의 중합 기능이 빈자리를 채우고 연결효소가 최종적으로 -> 포스포다이에스터 결합의 형성을 촉매하여 온전한 가닥을 만들어 준다
- E.coli의 UvrABC 엔도 뉴클레아제는 UVA, UVB, uvrC 유전자들에 의해 암호화된다
- E.coli에서 이 수선 작용은 짧은 조각 수선이라 불린다
- uvrD의 산물인 헬리카아제의 활성은 염기쌍 간의 수소결합을 깨뜨림으로써 이량체 장애를 포함하는 뉴클레오타이드 조각의 제거를 돕는다.
MutHLS 메틸에 의해 지휘가 이루어지는 불일치 수선
1. muts가 불일치된 염기쌍과 같은 소규모 변형을 찾기 위해 부분적으로 메틸화된 DNA 분자를 탐색해 소규모 변형에 결합
복제 직후에는 DNA 분자 중 오직 한 가닥 즉, 부모 가닥만이 메틸화되어 있다. 즉 muts는 메틸화가 비대칭적인 것을 이용
2. muts가 두 개의 mut 단백질 및 하나의 mut 단백질과 작용하여 DNA에 결합하여 있는 MutS1MutH2MutL 복합체를 형성
MutHLS 복합체는 부모 가닥의 아데닌이 메틸화 되어있는 5‘GATC3’ 서열을 찾기 위해 C6 위치에서 메틸화된다
3. 부분적으로 메틸화된 GATC 서열을 만나면 mut 단백질 중 하나가 메틸화되지 않은 딸 가닥을 이 서열에서 절단한다.
4. 절단된 딸가닥은 5‘에서 3’으로의 엑소 새 클리아에 활성에 의해 분해되는데, 그러면 불일치된 염기쌍을 포함하는 뉴클레오타이드들이 제거
5. DNA 중합효소 Ⅲ이 메틸화된 부모 가닥을 주형으로 사용하여 불일치된 염기쌍이 있던 자리를 포함하여 뉴클레오타이드 조각을 새로 합성한다. 연결효소가 -> 포스포다이에스터 뼈대를 붙임
매우 짧은 조각 수선
- 이 잘라내기 작용은 특수한 서열 5’ CC W 포기 3’/3’ GGWCC5’에서 T-G 불일치된 염기쌍을 전문적으로 인식한다
VSP는 5’ CC W 포기 3’/3’ GGWCC5’에서 T-G 불일치된 제거함
SVR 유전자에 의해 암호화되는 SVR 엔도 뉴클레아제가 5’ CC W 포기 3’/3’ GGWCC5’ 서열에 존재하는 T-G 불일치들을 인식하고 결합한다
결합한 SVR는 불일치된 염기쌍을 구성하는 T 바로 옆의 인산 뒤 에스테르결합의 절단을 촉매한다 절단을 촉매한다.
엑소 새 클리아에 활성이 T를 제거하고 DNA 중합효소가 올바른 올바른 뉴클레오타이드인 시토신을 채워 넣는다
- SVR 엔도 뉴클레아제는 탈아민화에 의해 발생한 티민을 대상으로 해 엑소 새 클 리 어제와 중합효소 활성과 함께 T를 C로 교체함
글 리코 신라제들
E.coli는 염기와 당 사이의 N-글리코사이드 결합을 가수분해함으로써 염기들을 잘라내어서 AP 부위를 남기는 수선 효소들의 그룹인 많은 형태의 N-글리콜 신라제를 가지고 있다.
AP 절제 수선에 동반하는 우라실-N-글리콜 신라에
1. 우라실-N-글리콜 신라 제가 DNA의 우라실을 인식하여 우라실과 데옥시리보스 당 사이의 N-글리코사이드 결합을 절단한다. 절단된 우라실이 방출되어 AP 부위가 생성된다
2. 제거된 염기의 5’ 쪽에 위치한 인산 뒤 에스테르결합의 절단을 촉매하는 절단을 촉매하는 AP에도 뉴클레아제가 AP 부위를 인식한다
3. DNA 중합효소 이 5‘에서 3’으로의 엑소 새 클 리 어제와 5‘에서 3’으로의 중합효소 활성들을 이용하여 AP 부위를 포함하는 DNA 조각을 잘라, 절단되지 않은 조각을 주형으로 뉴클레오타이드를 채워 넣어준다, 연결효소가 인산 다이에스터 뼈대를 붙인다.
DNA 글 리코 신라제에 의해 제거되는 알킬화된 염기들
- 위의 과정과 동일
E.coli에서는 ALKA 유전자에 의해 암호화되는 글리콜 신라 제가 DNA 분자로부터 3-메틸 아데닌과 3-메틸 구아닌을 제거한다
mut / mut : 산화한 손상
- mut, mut은 모두가 N-글리콜 신라 제이다
- 8-oxoG가 mut의 목표이다
- 8-oxoG는 아데닌과 염기쌍을 형성하기 때문에 G-C가 T-A로 변환되게 한다.
mut은 다시 AP 부위의 5’ 쪽의 인산 뒤 에스테르결합을 끊는 AP 끊는 AP 엔도 뉴클레아제로 작용한다.
mut 글리콜 신라제는 8-oxoG와 염기쌍을 형성하는 아데닌을 목표로 한다 MutY는 산화한 손상과 상관없이 모든 A-G 불일치들을 목표로 한다
생물학