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當DNA受損時,細胞內會開啟一系列的應戰模式 (圖一)!!DNA修復 (DNA repair)啟動!!

 

1. 啟動細胞週期檢查點:細胞在進行生長及分裂的循環過程稱為細胞週期,一個週期可以分成不同的階段,進入每個階段都會有個檢查點,確保運作的過程沒有發生錯誤才會進入到下個階段的工作,而這個過程中,當DNA損傷了,細胞就會啟動檢查點來做檢查,讓細胞暫時停止週期的運作,看看接下來用什麼方法來解決損傷的問題~~~~

 

 2. 轉錄DNA修復相關蛋白:DNA損傷後,接下來便要進行DNA修復的工作!!因此細胞會開始轉錄DNA修復的相關蛋白~~蛋白質們~~上工啦!!

 

3. 啟動DNA修復機制:針對不同的DNA受損程度而選擇不同的DNA修復機制~~居然知道什麼樣的錯誤要用什麼樣的方式可以迎刃而解~解除困難~消除警報~~

 

4. 細胞凋亡:當DNA損傷過於嚴重,難以修復時,細胞會啟動細胞凋亡的機制,讓細胞死亡,免於一直處於損傷狀態~~

 

DNA damage to repair.tif

圖一、DNA損傷後的DNA修復模式啟動

 

 

DNA修復的類型可以分成兩大類,單股DNA修復及雙股DNA修復,其中,又可以再細分成不同的修復方式:

 

1. 單股DNA修復

 

 (1) 直接置換 (Direct reversal):參見圖二~

圖片1.tif

圖二、DNA修復之直接置換

 

(2) 鹼基切除修復 (Base excision repair, BER):BER用來清除些復異常或者不該出現的鹼基。如果沒有及時將不該出現的A、T、C、G切除,則DNA在複製的時候就很容易因為多一個鹼基或少一個鹼基,而產生錯誤的配對~~(圖三)

圖片2.tif

圖三、DNA修復之鹼基切除修復

 

(3) 核苷酸切除修復 (Nucleotide excision repair, NER):NER主要用來修復雙嘧啶鍵結(Pyrimidine dimer)、DNA附加物 (DNA adduct)、DNA交互連結 (DNA cross-link),這些DNA損傷,需要切除較長的DNA片段,如果沒有排除,那麼DNA在合成的時候,會發生DNA聚合酶無法辨制而停留在損傷位置,此時細胞會活化細胞週期檢查點,全面停止細胞週期的運行,細胞的生長和複製會進入罷工的停擺狀態~~(圖四)

圖片3.tif

圖四、DNA修復之核苷酸切除修復

 

(4) 錯配修復 (Mismatch repair):主要負責DNA複製過程中,嘌呤-嘧啶錯誤配對的校正工作。

 

 

2. 雙股DNA修復

 

(1) 同源性重組Homologous recombinationHR又稱為基因轉換gene conversion),利用細胞內染色體兩兩成對,互相對應的特性,若其中一條染色體上的DNA發生雙股斷裂,則另一條染色體上對應的DNA序列可以用來當作模板,重新回復斷裂前的序列。

 

(2) 非同源性末端結合Non-homologous end joining, NHEJ:這個機制不需要任何模板,修復蛋白可以直接將雙股裂斷的尾端彼此拉近,再藉由DNA接合酶(ligase)將斷裂的兩股重新接合。

 

    細胞內DNA受損,從初步檢查,到選擇不同的修復機制,都是細胞們自我保護的重要系統~發現錯誤>>>冷靜檢查>>>選擇解決方式>>>成功剷除問題~~~根本跟一個個體的運作系統一樣啊~~我們身體的細胞也未免太厲害了吧!!

 

 

Edited by Perfect叔叔

 

 

參考資料:

1. Website- https://zh.wikipedia.org

2. Website- https://s-media-cache-ak0.pinimg.com

3. Website- https://www.rndsystems.com/

4. Website- http://slideplayer.com/slide/8430612/

5. Website- http://www.biologydiscussion.com

6. Website- http://bio3400.nicerweb.com

7. Alberto Martin & Matthew D. Scharff. Nature Reviews Immunology 2002;2, 605-614.

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