DNA 복제 중 오류가 암으로 이어질 수있는 방법

신체의 세포가 분열 될 때마다 DNA도 복제됩니다. DNA 복제 동안, DNA 폴리머 라제는 인간 게놈에서 약 30 억 개의 염기 쌍을 복사해야한다. 불행하게도, DNA 폴리머 라제는 새로 합성 된 DNA에 잘못된 뉴클레오티드를 삽입 할 수있다. 이러한 잘못된 염기를 순서대로 복구하기 위해 몇몇 세포 메커니즘이 사용된다; 이러한 메커니즘 중 일부에는 교정, 가닥 지향적 인 불일치 복구, 절제 수리, DNA 손상의 직접적인 역전 및 이중 가닥 파손 수리가 포함됩니다. 그러나 일부 복제 오류는 세포 분열을 통해 다음 세포 생성으로 전달되어 돌연변이가 될 수 있습니다. 체세포 돌연변이로 알려진이 돌연변이는 세포가 분열함에 따라 신체에 축적되어 암을 유발할 수 있습니다. 생식선 돌연변이와 같은 일부 암 돌연변이는 다음 세대에 유전 될 수 있습니다 .

주요 영역이 적용됩니다

1. DNA 복제 중에 오류가 어떻게 발생합니까
- 보완베이스 페어링,
2. DNA 복제의 오류는 어떻게 고정되어 있습니까
- DNA 복구 메커니즘
3. DNA 복제 중 오류가 암으로 이어질 수있는 방법
-암 유발 유전자의 돌연변이

주요 용어 :암, 암 유발 유전자, 세포 분열, DNA 폴리머 라제, DNA 복제, 돌연변이, 복구 메커니즘

DNA 복제 중에 오류가 어떻게 발생합니까

DNA 복제 중에, DNA 폴리머 라제는 구 DNA 가닥의 뉴클레오티드에 기초한 새로 합성 된 DNA 가닥에 상보적인 뉴클레오티드를 첨가한다. 일반적인 염기 페어링 패턴은 구아닌 및 시토신베이스 쌍 쌍과의 아데닌 염기 쌍이다. 상보적인 염기 쌍은도 1 에 도시되어있다 .

그림 1 :보완베이스 페어링

DNA 복제의 오류의 원인

DNA 복제의 오류의 원인은 아래에서 설명합니다.

1. 대부분의 복제 오류는 아데닌의 기본 쌍과 시토신 및 기아닌과의 티민과 같은 비 타파 영합체 뉴클레오티드의 오해로 인해 발생합니다. 우주에서 뉴클레오티드의 위치에서 약간의 이동은 DNA 이중 나선에 의해 견딜 수있다. 이 유형의 기본 오해는 Wobble으로 알려져 있습니다.
2. 일부 복제 오류는 들어오는 뉴클레오티드의 동성상 이동으로 인해 발생합니다. 피리 미딘뿐만 아니라 퓨린은 모두 tautomer 로 알려진 다른 화학적 형태로 존재할 수 있습니다. . 양성자는 상이한 팽창 제에서 동일한 구조 내에서 다른 위치를 차지한다. 따라서, 뉴클레오티드 염기의보다 일반적인 케토 형태는 더 희귀 한 Enol 형태로 이동된다. 구아닌의 호화상 화는도 2 에 도시되어있다 .

그림 1 :구아닌 호화상체 화

3. 뉴클레오티드의 삽입 또는 결실은 DNA 복제에서 가닥 미끄러짐 동안 발생할 수있다. 또한 DNA 복제에서 오류를 생성 할 수도 있습니다.

DNA 복제의 오류는 어떻게 고정되어 있습니까

DNA 복제의 오류는 다양한 방식으로 고정 될 수 있습니다. 그들 중 일부는 아래에 나열되어 있습니다.

1. 교정-DNA 폴리머 라제
2. 가닥 지향적 인 불일치 복구-Mut Protein Complex는 오해의 기반으로 인한 DNA 가닥의 왜곡을 인식하고 수정합니다.
3. 뉴클레오티드 절제 복구 (NER) - NER은 DNA 가닥에 대한 UV 손상을 수정하는 메커니즘입니다.
4. DNA 손상의 직접적인 역전 - DNA 손상의 직접적인 역전은 DNA 손상의 제거에 이어 DNA 가닥의 재 동성이 뒤 따릅니다.
5. 이중 가닥 파괴 복구-비 행사 종단 결합 및 상 동성 재조합은 이중 가닥 브레이크 수리에 관여하는 두 가지 유형의 메커니즘입니다.

DNA 복제 중 오류가 암으로 이어질 수있는 방법

대부분의 불일치베이스는 위에서 언급 한 메커니즘에 의해 수리되지만; 그러나, 일부 뉴클레오티드 불일치 중 일부는 세포 분열을 통해 다음 세포 생성으로 전달 될 수있다. 그런 다음 게놈의 뉴클레오티드 서열로 영구적으로 포함시킴으로써 돌연변이가된다. 그러나, 돌연변이 속도는 박테리아 게놈에서 1 억 ~ 10 억 기초 쌍과 인간 게놈에서 100 ~ 1,000 개의 뉴클레오티드 당 하나의 실수만큼 낮다.

돌연변이는 세포 집단 내에서 분열 될 때 축적됩니다. 돌연변이는 돌연변이의 긍정적 인 효과로서 집단 내에서 유전 적 변화를 생성하지만, 대부분의 돌연변이는 암을 유발한다. 암은 신체의 다른 부분으로 퍼질 수있는 비정상적인 세포 성장입니다. 비정상적인 세포 성장이 신체의 다른 부분으로 퍼지지 않으면 종양으로 지칭됩니다. 일반적으로 돌연변이의 3 분의 1은 암을 유발합니다. 세포 분열 및 세포 성장의 제어를 담당하는 유전자의 돌연변이는 암을 초래할 수있다. 일부 암 유발 유전자는 종양 억제 유전자, DNA 복구 유전자 및 프로토 온코 겐입니다. 암을 유발하는 돌연변이 중 일부는 그림 3 에 나타납니다. .

그림 3 :암을 유발하는 돌연변이

암 유발 유전자

종양 억제제 유전자

종양 억제제 유전자는 세포 분열 및 세포 사멸의 속도를 모니터링하여 세포 성장을 제한하는 보호 유전자의 한 유형입니다. 종양 억제제 유전자의 돌연변이는 통제되지 않은 세포 성장을 유발하여 종양으로 알려진 세포 질량을 형성한다. 종양 억제제 유전자 중 일부는 p53 이다 , brca1 및 brca2 . 

프로토 온코 겐

돌연변이 된 프로토 온코 겐은 종양 유전자로 알려져 있습니다. 종양 유전자는 암을 유발할 가능성이 있습니다. 종양 유전자의 돌연변이는 상속되지 않습니다. 두 개의 일반적인 종양 유전자는 her2 입니다 및 ras . her2 유전자는 암 성장을 제어하고 확산하는 데 관여합니다. ras 유전자 패밀리는 세포 성장, 세포 사멸 및 세포 통신 경로에서 단백질에 대해 암호화됩니다.

DNA-Repair 유전자

DNA 복구 유전자는 DNA 복제에서 오류의 고정에 관여하는 단백질에 대해 암호화됩니다. 이들 유전자의 돌연변이는 암을 유발하는 오류를 복구 할 수없는 결함있는 단백질을 생성한다. 예를 들어, DNA 리가 제는 Nicked DNA의 결찰에 관여하는 효소이다. DNA 리가 제 유전자의 돌연변이는 게놈에 닉 된 DNA의 축적을 허용하여 암으로 이어진다. DNA 이중 나선에 둘러싸여있는 DNA 리가 제는 그림 4 에 나와 있습니다. .

그림 4 :DNA 리가 제

인간의 경우, 상당한 양의 체세포 돌연변이가 있다면 (신체 세포의 돌연변이)는 수명 동안 특정 조직에 축적되므로 암을 유발할 수 있습니다. 체세포 돌연변이는 획득 된 돌연변이 라고도합니다 . 암을 유발하는 것으로 인식 된 최초의 체세포 돌연변이는 돌연변이가되었다. 유전자, 프로토 온 코겐. 방광에서 암을 유발합니다. 암의 약 50%는 p53 의 체세포 돌연변이에 의해 발생합니다. 유전자. 생식선 돌연변이 중 일부 결장 직장암과 같은 (생식 세포의 돌연변이)는 자손으로 들어갑니다. Brca1 의 생식선 돌연변이 및 brca2 유전자는 유전성 난소 또는 유방암을 유발합니다.