DNA 链内交联的原理和机制338

DNA 链内交联是一种严重的 DNA 损伤，它涉及 DNA 双螺旋链内两条相邻碱基之间的共价键形成，从而阻止 DNA 的复制、转录和其他关键细胞过程。以下是 DNA 链内交联原理和机制的详细说明：

DNA 链内交联的类型

DNA 链内交联可分为两类，取决于所涉及的碱基：
单加链交联：只连接单链上的两个碱基。
双加链交联：连接两条相反链上的两个碱基，形成 DNA 链内桥梁。

DNA 链内交联的形成

DNA 链内交联可以通过多种机制形成，包括：
活性氧 (ROS)：ROS 是由细胞代谢、环境毒素和辐射产生的自由基，它们可以氧化 DNA 碱基并形成交联。
烷化剂：这些化学物质与 DNA 上的嘌呤碱基烷基化，形成不稳定的烷基加合物，可进一步转化为交联。
丝裂霉素：这些抗肿瘤抗生素与 DNA 上的鸟嘌呤碱基形成高度稳定的单加链交联。
紫外线 (UV)：UV 辐射可以产生环丁烷嘧啶二聚体 (CPDs)，这是 DNA 双链上的两种相邻嘧啶之间的单加链交联。

DNA 链内交联的机制

DNA 链内交联可以阻止 DNA 的复制、转录和修复过程：
复制：当复制叉遇到链内交联时，DNA 聚合酶无法绕过障碍物，从而导致复制停滞。
转录：链内交联同样可以阻止 RNA 聚合酶的进展，导致转录终止。
修复：DNA 链内交联是极其难以修复的损伤，因为传统的修复途径无法分离交联键。

DNA 链内交联的生物学意义

DNA 链内交联是高度有害的 DNA 损伤形式，具有严重的生物学意义：
细胞毒性：链内交联会导致 DNA 损伤和细胞死亡。
致突变性：未修复的交联可能导致基因突变，从而增加癌症和其他疾病的风险。
衰老：链内交联累积与衰老过程有关。

应对 DNA 链内交联

细胞已经进化出多种机制来应对 DNA 链内交联，包括：
交联修复途径：细胞会激活专门的修复途径，例如核苷酸切除修复 (NER) 和同源重组，以去除链内交联。
翻译后修饰：交联后的染色质会发生翻译后修饰，以标记受损区域并招募修复因子。
细胞周期阻滞：当检测到大量链内交联时，细胞会停止细胞周期，以允许修复过程。

DNA 链内交联是严重的 DNA 损伤形式，它涉及 DNA 双螺旋内相邻碱基之间的共价键形成。这些交联可以通过多种机制形成，并阻止 DNA 的复制、转录和修复。链内交联是高度细胞毒性和致突变性的，与衰老和癌症有关。细胞已经进化出复杂的机制来应对链内交联，这些机制对于维持基因组稳定性和细胞健康至关重要。

2024-12-13

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