Expériences de réparation génétique

Un,Expériences de réparation génétiqueConcepts fondamentaux et signification biologique de la réparation génétique

La réparation génétique (DNA repair) est le mécanisme moléculaire par lequel les cellules reconnaissent et corrigent les dommages à l'ADN (par exemple, mutations, fractures, modifications chimiques) pour le maintienStabilité génomiqueEssentiel. Sans mécanisme de Xiu - complication, le taux de mutation spontanée serait plus de 1000 fois plus élevé. Ses valeurs fondamentales comprennent:

1. Défense contre les erreurs génétiques: empêche l'accumulation de variations telles que les mutations ponctuelles, les insertions / délétions, etc.

2. Préserver la fonction cellulaire: Évitez l'apoptose ou la carcinogenèse des cellules en raison de dommages à l'ADN.

3. Équilibre évolutionnaire: trouver un équilibre entre la fidélité de la réparation et permettre une variation modérée, soutenir l'évolution adaptative.

Deux,Expériences de réparation génétiqueClassification des principaux mécanismes de réparation et voies moléculaires

Selon le type de blessure et la stratégie de réparation, il peut être classé dans les cinq catégories suivantes:

Réparation des erreurs (mismatch repair, MMR)

• Objectifs d'action: Mismatch de base (par exemple, appariement a - c), insertion / absence de base unique en raison d'erreurs de réplication.

• Les étapes clésPour:

1. Identification: la protéine muts (muts pour le procaryote et msh2 / msh6 pour l'eucaryote) reconnaît les sites de mésappariement.

2. Différenciation des chaînes: les chaînes à réparer ont été déterminées par l'état non méthylé (procaryotes) ou le marquage PCNA (eucaryotes) des chaînes nouvellement synthétisées.

3. Excision et réparation: mutl / exoi excrète le mauvais fragment et les ADN polymérases δ / ε et ligase terminent la réparation.

• Association des maladies: un déficit en ROR provoque un cancer colorectal héréditaire non polypose (hnpcc).

Réparation de l'excision (exision repair)

Il est subdivisé en trois catégories en fonction de l'étendue des dommages:

1. Réparation d'excrétion de base (ber)

• Objectifs: bases endommagées par oxydation / Alkylation (p. ex. 8 - oxyniao purine).
  

• ProcessusPour:

• L'enzyme de glycosylation de l'ADN excrète la base endommagée → formation du site AP → l'endonucléase AP coupe la liaison phosphodiester → l'ADN polymérase bêta comble → la ligase ferme l'écart.

2. Réparation de l'excrétion nucléotidique (NER)

• Objectifs: dommages causés par les rayons ultraviolets aux dimères de pyrimidine, aux adduits chimiques et autres gros fragments.

• MécanismePour:

• Le complexe xpc - rad23b reconnaît la lésion → ADN de déflexion tfiih → xpa / XPG excrète un fragment de 24 - 32 nt contenant la lésion → ADN polymérase δ / ε / κ synthétise de nouveaux brins.

• Association des maladies: un déficit en ner provoque une xérodermie pigmentée (Xeroderma pigmentosum).

3. Réparation directe (Direct Repair)

• Objectifs: modifications chimiques spécifiques (p. ex. purine o⁶ - méthylniao).

• Médiation enzymatique: la protéine Mgmt transfère directement le Groupe méthyle sans excision.

Double - strand break réparation (dsbr)

La rupture double brin de l'ADN est la blessure la plus mortelle et est principalement réparée par deux voies:

1. Non homologous end Joining (nhej)

• caractéristique: rapide mais sujet aux erreurs, connexion directe à l'extrémité cassée.

• Protéines clés: ku70 / 80 reconnaissance de la rupture → activation ADN - PKcs → connexion xlf / xrcc4 / ligase IV.

• Les risques: prédispose à des mutations d'insertion / délétion (indel) qui sont la cause principale de l'effet de désactivation dans l'édition crispr.

2. Réparation de recombinaison homologue (HR)

• caractéristique: Haute fidélité, nécessite des chromatides sœurs comme modèle.

• ProcessusPour:

• Le complexe MRN Excise l'extrémité 5 '→ rad51 pour former un filament d'ADN - protéine simple brin → modèle homologue invasif → synthèse d'ADN → dissociation du Ligand Holliday.

• Application: la technologie crispr - HDR permet un Knock - in génétique précis ou la réparation de mutations ponctuelles.

Recuit de chaîne dépendant de la synthèse (Synthesis - dependent Strand Annealing, sdsa)

• positionnement: sous - type de réparation HR pour éviter la recombinaison croisée.

• MécanismePour:

• Modèle homologue invasif après résection de l'extrémité cassée → extension de la synthèse de l'ADN → recuit du modèle de détachement du brin nouveau - né avec l'autre extrémité cassée → réparation complète de la connexion.

• Valeur techniqueLe modèle exact de crispr se liant à un oligonucléotide simple brin (ssodn) est basé sur sdsa, permettant une réparation précise des mutations ponctuelles.