모든 세포는 교정, 불일치 복구, 절제 복구 및 아 pop 토 시스 등 DNA 돌연변이 및 손상에 대한 다양한 예방 및 시정 조치를 취합니다.
우리가 우리의 복지와 생존에 대한 위협에 대해 생각할 때, 인간이 가장 먼저 생각하는 것은 전쟁, 기근, 기후 변화, 핵전쟁, 빈곤, 범죄 또는 기타 현대 생활의 끔찍한 현실입니다. 그러나 세포 규모에는 다른 모든 것보다 더 명확하고 현재의 위험이 있습니다.
DNA :생명의 빌딩 블록 (사진 크레디트 :10 억 사진/셔터 스톡)
세포의 경우, 돌연변이 된 DNA보다 더 나쁜 것은 없다. 왜냐하면 이것은 잘못된 단백질을 생성 할 수 있기 때문이다. 그 중 일부는 암을 포함한 심각한 질병으로 이어질 수 있습니다! DNA의 손상은 외부 소스에서 발생할 수 있으므로 세포는 그 위협을 방어 할 수 있어야합니다. DNA가 통과되기 전에 통과 해야하는 다양한 "체크 포인트"가 있습니다. 많은 돌연변이는 위험하지 않으며 일부는 유익하지 않습니다! 이 기사는 세포가 가장 소중한 소유물 인 유전자 재료를 방어하는 몇 가지 방법과 수단을 탐구합니다.
DNA 복제
유전자 물질에서 발생할 수있는 잠재적 오류에 들어가기 전에 복제 과정 자체에 대한 기본적인 이해가 있어야합니다. 세포의 핵에서 DNA 복제 동안, 유전자 물질이 복사 되어이 물질을 딸 세포에게 정확하게 전달할 수있다. 본질적으로, 양면 DNA 분자는 복사되어 두 번째 동일한 DNA 분자를 생성합니다.
이 과정은 세 가지 주요 단계에서 발생합니다. DNA 분자를 반으로 나누고, 복제를 위해 별도의 반쪽을 프라이밍하고, 새로운 DNA 분자를 조립합니다. 아시다시피, DNA는 이중 나선 모양을 가지며, 이것은 기본적으로 DNA 분자를 압축 해제합니다. 다양한 효소가 개별 반쪽을 따라 움직여 복제를 위해 뉴클레오티드를 준비합니다.
DNA 폴리머 라제는 DNA 분자의 새로운 측면을 조립하여 핵에서 유리 뉴클레오티드와 적절한 질소 염기 쌍을 일치시키는 중요한 효소이다. 상보 적 염기 쌍의 개념으로 인해 아데닌 및 티로신 (A &T) 염기 쌍이 함께 일치하고, 시토신 및 구아닌 (C &G) 뉴클레오티드도 가닥을 따라 쌍을 이룰 것입니다. 폴리머 라제는 압축이없는 가닥이 조립되고 새로운 파트너 가닥을 부착하여 새로운 이중 가닥 DNA 분자를 만들어냅니다. 인간의 경우이 과정은 매우 빠르게 발생합니다. 초당 50 개의 뉴클레오티드 쌍!
DNA 교정
DNA 폴리머 라제는 DNA 복제 동안 뉴클레오티드를 조립하는 효소 일뿐 만 아니라 자체 작업을 점검 할 책임이 있습니다. 예를 들어, 중합 효소가베이스가 잘못 배치되었음을 검출하는 경우 (예를 들어, 시토신을 구아닌이 아닌 아데닌에 짝을 이루는) 가닥 아래에서 계속되기 전에 오류를 즉시 제거 할 수 있습니다. 오류에 대한 이러한 빠른 반응은 DNA 교정이라고하며, 세포가 복제 오류, 돌연변이 및 그러한 실수의 다양한 결과에 대한 방어 측면에서 첫 번째 단계입니다.
DNA 불일치 복구
불행히도, 어떤 작가 어떤 작가도 아는 바와 같이 교정은 거의 완벽하지 않으므로 DNA에 실수가 여전히 나타나고 복제가 완료된 후에는 수정해야합니다. 이것은 DNA 불일치 수리가 이어질 때입니다. DNA 가닥이 이제 완료되고 밀봉되었으므로 이것은 교정보다 약간 관련된 과정입니다.
우선, 단백질과 효소 팀은 실수가 발생한 가닥 영역에서 작동합니다. 단백질 복합체는 잘못된 쌍의 염기에 결합하고 효소는 오차의 양쪽에 작은 뉴클레오티드의 작은 부분을 잘라냅니다. 새로 복제 된 DNA 가닥에서, "새로운 측면"은 메틸기가 없어서 단백질 복합체와 효소가 가닥의 어느 쪽을 복구 해야하는지 알 수있게한다.
.그런 다음 교정 단계에서 DNA 폴리머 라제는 DNA 가닥으로 재조정하고 가닥에 올바른 질소베이스 쌍을 배치하여 실수를 "고정"합니다. 이것은 기본 교정보다 약간 시간 집약적이지만, 모두 상대적 이며이 편집 프로세스는 1 초 내에 완료 될 수 있습니다!
.일반 DNA 복구
위의 두 가지 방법은 특히 복제 프로세스를 둘러싼 오류 및 수정과 관련이 있습니다. 복제 과정에서 많은 유전자 코딩 오류가 발생하지만 DNA의 유일한 돌연변이 또는 손상의 원인은 아닙니다! 우리의 유전자 물질은 방사선, 화학 물질 및 기타 외부 공급원의 결과로 손상 될 수 있습니다. 따라서 세포의 정상 수명 동안 손상이 발생할 때 DNA에 대한 수리 과정이 필요합니다.
이 수리의 가장 간단한 버전은 단순히 손상 반전입니다. 일반적으로 화학적 노출에 대한 반응으로 필요합니다. 특정 화학 물질이 세포에 들어갈 때,이 분자 또는 그룹은 DNA의 뉴클레오티드 염기에 결합 할 수있어 복제 중에 어떻게 짝을 이루는지를 변경시킬 수 있습니다. 이 잘못된 쌍은 돌연변이로 이어질 수 있지만, 우리 세포는 그러한 추가적인 원치 않는 분자를 제거하고 복제 중에 염기가 정상적으로 행동하도록하는 메커니즘을 가지고 있습니다.
베이스 절제 수리 빠르고 간단한 교체 프로세스로, 단일 잘못된베이스 (화학적 상호 작용을 통해 변경되거나 교정 및 불일치 수리 프로세스를 통해 미끄러짐)를 제거하고 교체 해야하는 빠르고 간단한 대체 프로세스입니다. 효소는이 잘못된 뉴클레오티드 염기를 감지하고 가닥에 결합하고 잘못된 염기를 제거합니다. 폴리머 라제는 올바른 염기로 간격을 채우기 위해 올 것이며, Ligase라는 효소는 DNA 골격을 밀봉합니다.
뉴클레오티드 절제 복구 DNA 가닥의 이러한 "오류"는 종종 하나 이상의 기본 쌍 또는 유전자 코드의 짧은 덩어리가 포함되므로 조금 더 복잡합니다. 위에서 언급했듯이, 특정 화학 그룹이 우리의 DNA에 결합 할 때, 그들은 가닥의 거동과 복제 정확도를 바꿀 수 있습니다. 방사선으로 인한 손상으로 인해 DNA의 섹션이 그 자체와 상호 작용하여 돌연변이가 발생할 수 있습니다. DNA의 이러한 손상된 섹션은 DNA 헬리 카제에 의해 해결 될 것이며, 이는 가닥을 열고 DNA의 손상된 부분 주위에 가닥을 주름지게합니다. 전체 섹션이 제거되고 DNA 폴리머 라제는 올바른 기본 쌍을 구성하고 배치하며 Ligase는 다시 한 번 수리 작업이 수행 된 곳의 간격을 밀봉합니다.
.마지막으로, 전체 DNA 가닥이 파손되거나 가닥의 양쪽이 손상되어 교체가 필요한 경우 이중 가닥 브레이크 수리 놀아요. 이 수리에는 두 가지 품종이 있으며, 하나는 단순히 부러진 반쪽을 다시 붙잡고, 여분의 뉴클레오티드를 첨가합니다. 이들은 "접착제"와 같은 작용을하고 일부 돌연변이를 유발할 수 있지만 수백 개의 유전자와 큰 염색체가 영원히 분리되고 손실되는 것을 허용하는 것보다 더 나은 솔루션입니다. 보다 섬세한 이중 가닥 방법은 염색체의 비 손상 된 상 동체로부터의 재조합을 포함한다. 두 상 동체가 셀에 모여 손상된 섹션이 손상되지 않은 파트너로부터 직접 복사되어 재구성됩니다. 이 형태의 수리는 일반적으로 추가 돌연변이를 초래하지 않습니다.
apoptosis
셀에서 발생할 수있는 오류를 수정하는 또 다른 과감한 접근법이 있습니다. 돌연변이가 복구하기에는 너무 어려운 것으로 간주되거나 세포의 건강에 즉시 해로운 경우, 세포에 자살을 지시하는 단백질을 생산할 수 있습니다. 이 형태의 자기 파괴를 아 pop 토 시스라고합니다. 이것은 복제 및 세포 분열을 통해 미래의 세포에 돌연변이를 전달하지 않기 위해 필사적 인 세포의 마지막 수단으로 간주됩니다.
p53 돌연변이
보다 구체적으로, p53 라는 단백질이 있습니다 그것은 심각한 유전자 돌연변이의 경우에 생성되며 세포가 자체의 삶을 끝내고 중단 및 복제 과정을 장려하여 돌연변이가 통과 될 위험이 크게 낮아집니다. 한 세포의 비용은 빠르게 성장하는 암 종양이 유기체에 휘두를 수있는 손상보다 훨씬 적습니다. 이 단백질은 또한 세포 분열 속도를 늦추어 세포에 실수를 바로 잡거나 아 pop 토 시스 단계를 겪을 시간을 더 많이 제공합니다.
나쁜 소식
DNA 손상으로부터 스스로를 보호하기위한 많은 메커니즘이 있음에도 불구하고, 이러한 보호 메커니즘 중 일부는 또한 돌연변이에 취약하다. 세포에서 발생하는 모든 것은 DNA를 통해 프로그래밍됩니다. 다시 말해, DNA 폴리머 라제의 생성을 제어하는 DNA 섹션 또는 p53 단백질 또는 글리콜라 제의 거동을 제어하는 돌연변이가있는 경우, 이러한 방어 측정 중 일부는 효과적이지 않을 수 있습니다. 이것은 동일한 세포에서 다수의 돌연변이를 유발할 수 있으며, 이는 서로 복합하기 시작할 수있다. 암 성장이 시작될 때입니다. 단일 돌연변이는 암성 세포 성장을 초래하지 않습니다. 복제 과정과 그러한 오류에 대항하기위한 방어 조치에 영향을 미치는 여러 돌연변이가 필요합니다.
최종 단어
핵에서의 삶은 세부 사항에 영구적으로주의를 기울여야하는 끊임없는 전투입니다. 수천 개의 기본 쌍이 우리 삶의 1 분마다 수십억 개의 다른 세포로 복사되면서 실수가 일어날 것입니다. 우리는 Life for Life (DNA)가 실수와 돌연변이로부터 세포를 안전하게 지키기 위해 특정 예방 조치를 설계 한 것이 운이 좋았습니다. 이 시스템은 항상 완벽하지는 않지만 장기 생존과 건강에 중요한 역할을합니다!
