DNA修復(fù)（DNA repairing）是細胞對DNA受損傷后的一種反應(yīng)，這種反應(yīng)可能使DNA結(jié)構(gòu)恢復(fù)原樣，重新能執(zhí)行它原來的功能；但有時并非能完全消除DNA的損傷，只是使細胞能夠耐受這DNA的損傷而能繼續(xù)生存。也許這未能完全修復(fù)而存留下來的損傷會在適合的條件下顯示出來（如細胞的癌變等），但如果細胞不具備這修復(fù)功能，就無法對付經(jīng)常在發(fā)生的DNA損傷事件，就不能生存。所以研究DNA修復(fù)也是探索生命的一個重要方面，而且與軍事醫(yī)學(xué)、腫瘤學(xué)等密切相關(guān)。對不同的DNA損傷，細胞可以有不同的修復(fù)反應(yīng)。

中文名

DNA修復(fù)

外文名

DNA repairing

釋義

細胞對DNA受損傷后的一種反應(yīng)

作用

使DNA結(jié)構(gòu)恢復(fù)原樣

概述

對不同的DNA損傷，細胞可以有不同的修復(fù)反應(yīng)。在哺乳動物細胞中發(fā)現(xiàn)了四個較為完善的DNA修復(fù)通路，分別是核苷酸切除修復(fù)、堿基切除修復(fù)、重組修復(fù)和錯配修復(fù)。

錯配修復(fù)

錯配修復(fù)可校正DNA復(fù)制和重組過程中非同源染色體偶爾出現(xiàn)的DNA堿基錯配，錯配的堿基可被錯配修復(fù)酶識別后進行修復(fù)。

光修復(fù)

這是最早發(fā)現(xiàn)的DNA修復(fù)方式，是指細胞在酶的作用下，直接將損傷的DNA進行修復(fù)。修復(fù)是由細菌中的DNA光解酶（photolyase）完成，此酶能特異性識別紫外線造成的核酸鏈上相鄰嘧啶共價結(jié)合的二聚體，并與其結(jié)合，這步反應(yīng)不需要光；結(jié)合后如受300-600nm波長的光照射，則此酶就被激活，將二聚體分解為兩個正常的嘧啶單體，然后酶從DNA鏈上釋放，DNA恢復(fù)正常結(jié)構(gòu)。后來發(fā)現(xiàn)類似的修復(fù)酶廣泛存在于動植物中，人體細胞中也有發(fā)現(xiàn)。DNA光解酶可被可見光（300－600納米，400納米最有效）激活，分解由于紫外線照射而形成的嘧啶二聚體。此酶廣泛存在，但人體只存在于淋巴細胞和皮膚成纖維細胞，且是次要修復(fù)方式。

切除修復(fù)

（一）細胞內(nèi)有多種特異的核酸內(nèi)切酶，可識別DNA的損傷部位，在其附近將DNA單鏈切開，再由外切酶將損傷鏈切除，由聚合酶以完整鏈為模板進行修復(fù)合成，最后有連接酶封口。

（二）堿基脫氨形成的尿嘧啶、黃嘌呤和次黃嘌呤可被專一的N-糖苷酶切除，然后用AP（apurinic/apyrimidinic，缺嘌呤或缺嘧啶）核酸內(nèi)切酶打開磷酸二酯鍵，進行切除修復(fù)。DNA合成時消耗NADPH合成胸腺嘧啶，可與胞嘧啶脫氨形成的尿嘧啶相區(qū)別，提高復(fù)制的忠實性。RNA是不修復(fù)的，所以采用“廉價”的尿嘧啶。

（三）切除修復(fù)不需光照，也稱暗修復(fù)。大腸桿菌中有UvrABC系統(tǒng)，可切除修復(fù)嘧啶二聚體。人體缺乏相應(yīng)系統(tǒng)則發(fā)生“著色性干皮病”，皮膚干燥，有色素沉著，易患皮膚癌?？杉尤隩4內(nèi)切酶治療。

單鏈斷裂的重接

DNA單鏈斷裂是常見的損傷，其中一部分可僅由DNA連接酶（ligase）參與而完全修復(fù)。此酶在各類生物各種細胞中都普遍存在，修復(fù)反應(yīng)容易進行。但雙鏈斷裂缺幾乎不能修復(fù)。

堿基的直接插入

DNA鏈上嘌呤的脫落造成無嘌呤位點，能被DNA嘌呤插入酶（insertase）識別結(jié)合，在K+存在的條件下，催化游離嘌呤或脫氧嘌呤核苷插入生成糖苷鍵，且催化插入的堿基有高度專一性、與另一條鏈上的堿基嚴格配對，使DNA完全恢復(fù)。

烷基的轉(zhuǎn)移

在細胞中發(fā)現(xiàn)有一種O6甲基鳥嘌呤甲基轉(zhuǎn)移酶，能直接將甲基從DNA鏈鳥嘌呤O6位上的甲基移到蛋白質(zhì)的半胱氨酸殘基上而修復(fù)損傷的DNA。這個酶的修復(fù)能力并不很強，但在低劑量烷化劑作用下能誘導(dǎo)出此酶的修復(fù)活性。

重組修復(fù)

此過程也叫復(fù)制后修復(fù)。對于DNA雙鏈斷裂損傷，細胞必須利用雙鏈斷裂修復(fù)，即重組修復(fù)，通過與姐妹染色單體正?？截惖耐粗亟M來恢復(fù)正確的遺傳信息。人重組修復(fù)中原損傷沒有除去，但若干代后可逐漸稀釋，消除其影響。所需要的酶包括與重組及修復(fù)合成有關(guān)的酶，如重組蛋白A、B、C及DNA聚合酶、連接酶等。

誘導(dǎo)修復(fù)

DNA嚴重損傷能引起一系列復(fù)雜的誘導(dǎo)效應(yīng)，稱為應(yīng)急反應(yīng)，包括修復(fù)效應(yīng)、誘變效應(yīng)、分裂抑制及溶原菌釋放噬菌體等。細胞癌變也可能與應(yīng)急反應(yīng)有關(guān)。應(yīng)急反應(yīng)誘導(dǎo)切除和重組修復(fù)酶系，還誘導(dǎo)產(chǎn)生缺乏校對功能的DNA聚合酶，加快修復(fù)，避免死亡，但提高了變異率。單鏈DNA誘導(dǎo)重組蛋白A，可水解Lex A蛋白，使一系列基因得到表達，如RecA、UvrABC、SOS修復(fù)所需的酶等，產(chǎn)生應(yīng)急反應(yīng)。應(yīng)急反應(yīng)可作為致癌物的簡易檢測方法。采用缺乏修復(fù)系統(tǒng)、膜透性高的E.coli突變株，并添加鼠肝勻漿液。

Ada蛋白

也叫適應(yīng)性蛋白，可識別甲基化的DNA，將甲基轉(zhuǎn)移到自身的半胱氨酸上，不可逆，故稱“自殺修復(fù)”?？尚迯?fù)磷酸及鳥苷上的甲基。