피리미딘 이합체

Pyrimidine dimer
DNA에서 티민 이합체 병변 형성광자는 한 가닥에 두 개의 염기가 연속적으로 결합하도록 하여 해당 영역의 정상적인 염기쌍쌍 이중 가닥 구조를 파괴합니다.

피리미딘 이합체는 광화학 [1][2]반응을 통해 DNA의 티민 또는 시토신 염기로부터 형성되는 분자 병변이다.자외선(UV)은 탄소-탄소 이중 [3]결합 근처에서 뉴클레오티드 사슬을 따라 연속된 염기 사이의 공유 결합 형성을 유도한다.또한 이합체화 반응은 dsRNA(이중가닥 RNA)의 피리미딘 염기(우라실 또는 시토신) 사이에서 발생할 수 있다.두 개의 일반적인 자외선 생성물은 시클로부탄 피리미딘 이합체(CPD)와 6-4개의 광생성물이다.이 전유전성 병변은 구조와 염기쌍을 변화시킨다.이러한 반응은 햇빛에 노출되는 동안 피부 세포에서 초당 최대 50-100회까지 발생할 수 있지만, 일반적으로 광분해효소 재활성화 또는 뉴클레오티드 절제 수리에 의해 몇 초 이내에 보정된다.수정되지 않은 병변은 중합효소를 억제하거나, 전사 또는 복제 중에 오독을 유발하거나, 복제 중단을 초래할 수 있습니다.피리미딘 이합체는 사람에게 흑색종의 주요 원인이다.

조광기의 종류

왼쪽: 6,4-dimer.오른쪽: 사이클로부탄 이합체

시클로부탄피리미딘이합체(CPD)는 각 피리미딘의 [4][5][6]2개의 이중결합탄소 결합에서 발생하는 4개의 멤버버링을 포함한다.이러한 이합체는 DNA 복제 중에 염기쌍을 방해하여 돌연변이를 일으킨다.

6-4 광생성물(6-4 피리미딘-피리미돈 또는 6-4 피리미딘-피리미디논)은 하나의 고리의 6위치에 있는 탄소와 다음 [7]염기상의 4위치에 있는 탄소 사이의 단일 공유 결합으로 이루어진 대체 이합체이다.이런 유형의 변환은 CPD의 3분의 1 주파수로 발생하지만 [8]변이원성이 더 높습니다.

세 번째 병변 유형은 Dewar 피리미디논으로, 빛에 [9]더 노출되었을 때 6-4 광생성의 가역적 이성질화에 의해 형성된다.

돌연변이 발생

트랜스리온 중합효소는 원핵생물(SOS 돌연변이 유발)과 진핵생물 모두에서 피리미딘 이합체에서 돌연변이를 자주 일으킨다.티민-티민 CPD(티민 이합체)는 자외선에 의해 가장 빈번하게 발생하는 병변이지만 트랜스리온 중합효소는 As 도입에 치우쳐 있어 TT 이합체가 올바르게 복제되는 경우가 많다.한편 CPD에 관여하는 C는 탈아미노화되기 쉬워 C에서 T로의 전이를 [10]일으킨다.

DNA복구

상세정보 : DNA 복구, 자외선 및 암
피부암의 일종인 흑색종

피리미딘 이합체는 [11]복구 효소에 의해 병변을 인식할 수 있도록 하는 DNA 구조의 국소적 구조 변화를 도입한다.대부분의 유기체(인간과 같은 태반 포유동물은 제외)에서 광활성화에 의해 [12]회복될 수 있다.광재활성화는 광분해효소 효소가 광화학 반응을 통해 CPD를 직접 역전시키는 수복 과정이다.DNA 가닥의 병변은 이러한 효소에 의해 인식되며, 이어서 300 nm 이상의 빛 파장의 흡수(즉, 형광과 햇빛)가 뒤따른다.이 흡수를 통해 광화학 반응이 일어나 피리미딘 이합체가 제거되어 원래 [13]상태로 돌아갑니다.

때로는 "암흑 재활성화"라고 불리는 뉴클레오티드 절제 수리는 병변 수복을 위한 보다 일반적인 메커니즘이다.이 과정은 CPD를 제거하고 [13]분자 내 주변 영역을 대체하기 위해 새로운 DNA를 합성한다.색소건조증은 인간의 유전질환으로 뉴클레오티드 절제 복구 과정이 없어 자외선에 노출되면 피부 변색과 다발성 종양이 발생한다.인간의 피리미딘 이합체가 손상되지 않으면 흑색종이 [14]생길 수 있다.

일부 유기체에는 다른 방법으로 수리를 수행할 수리는 다음과 같습니다.

레퍼런스

  1. ^ David S. Goodsell (2001). "The Molecular Perspective: Ultraviolet Light and Pyrimidine Dimers". The Oncologist. 6 (3): 298–299. doi:10.1634/theoncologist.6-3-298. PMID 11423677.
  2. ^ E. C. Friedberg; G. C. Walker; W. Siede; R. D. Wood; R. A. Schultz & T. Ellenberger (2006). DNA repair and mutagenesis. Washington: ASM Press. p. 1118. ISBN 978-1-55581-319-2.
  3. ^ S. E. Whitmore; C. S. Potten; C. A. Chadwick; P. T. Strickland; W. L. Morison (2001). "Effect of photoreactivating light on UV radiation-induced alterations in human skin". Photodermatol. Photoimmunol. Photomed. 17 (5): 213–217. doi:10.1111/j.1600-0781.2001.170502.x. PMID 11555330. S2CID 11529493.
  4. ^ R. B. Setlow (1966). "Cyclobutane-Type Pyrimidine Dimers in Polynucleotides". Science. 153 (3734): 379–386. Bibcode:1966Sci...153..379S. doi:10.1126/science.153.3734.379. PMID 5328566. S2CID 11210761.
  5. ^ Expert reviews in molecular medicine (2 December 2002). "Structure of the major UV-induced photoproducts in DNA" (PDF). Cambridge University Press. Archived from the original (PDF) on 21 March 2005.
  6. ^ Christopher Mathews & K.E. Van Holde (1990). Biochemistry (2nd ed.). Benjamin Cummings Publication. p. 1168. ISBN 978-0-8053-5015-9.
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  8. ^ Van Holde, K. E.; Mathews, Christopher K. (1990). Biochemistry. Menlo Park, Calif: Benjamin/Cummings Pub. Co. ISBN 978-0-8053-5015-9.[필요 페이지]
  9. ^ J.-S. Taylor; M. Cohrs (1987). "DNA, light and Dewar pyrimidinones: the structure and significance of TpT3". J. Am. Chem. Soc. 109 (9): 2834–2835. doi:10.1021/ja00243a052.
  10. ^ J. H. Choi; A. Besaratinia; D. H. Lee; C. S. Lee; G. P. Pfeifer (2006). "The role of DNA polymerase ι in UV mutational spectra". Mutat. Res. 599 (1–2): 58–65. doi:10.1016/j.mrfmmm.2006.01.003. PMID 16472831.
  11. ^ Kemmink Johan; Boelens Rolf; Koning Thea M.G.; Kaptein Robert; Van, der Morel Gijs A.; Van Boom Jacques H. (1987). "Conformational Changes in the oligonucleotide duplex d(GCGTTGCG)•d(GCGAAGCG) induced by formation of a cis–syn thymine dimer". European Journal of Biochemistry. 162 (1): 31–43. doi:10.1111/j.1432-1033.1987.tb10538.x. PMID 3028790.
  12. ^ Essen LO, Klar T (2006). "Light-driven DNA repair by photolyases". Cell Mol Life Sci. 63 (11): 1266–77. doi:10.1007/s00018-005-5447-y. PMID 16699813. S2CID 5897571.
  13. ^ a b Errol C. Friedberg (23 January 2003). "DNA Damage and Repair". Nature. 421 (6921): 436–439. Bibcode:2003Natur.421..436F. doi:10.1038/nature01408. PMID 12540918.
  14. ^ Vink Arie A.; Roza Len (2001). "Biological consequences of cyclobutane pyrimidine dimers". Journal of Photochemistry and Photobiology B: Biology. 65 (2–3): 101–104. doi:10.1016/S1011-1344(01)00245-7. PMID 11809365.
  15. ^ Jeffrey M. Buis; Jennifer Cheek; Efthalia Kalliri & Joan B. Broderick (2006). "Characterization of an Active Spore Photoproduct Lyase, a DNA Repair Enzyme in the Radical S-Adenosylmethionine Superfamily". Journal of Biological Chemistry. 281 (36): 25994–26003. doi:10.1074/jbc.M603931200. PMID 16829680.