Sửa chữa và bảo vệ DNA ở vi khuẩn

Sửa chữa và bảo vệ
DNA ở vi khuẩn


1. Quang phục hoạt (Photoreactivation)
Quang phục hoạt (photoreactivation) hay
sửa sai nhờ ánh sáng (light repair). Sau
khi xử lý tia tử ngoại gây đột biến, nếu
đưa ra ánh sáng thì phần lớn sai hỏng
được phục hồi nhờ enzyme photolyase.
Enzyme này gắn vào photodimer cắt nó
thành các monomer dưới tác dụng của
ánh sáng mặt trời có bước sóng 320-370
nm. Sau đó phục hồi các base ban đầu .


2. Sửa chữa bằng cắt bỏ (excision
repair)
Phần lớn các cơ chế sửa sai khác thực
hiện theo lối cắt bỏ (excistion repair)
không cần ánh sáng nhờ các nuclease,
sau đó thay vào các base đúng. Có thể
xảy ra theo nhiều cách:
+ Cắt các base (base excision repair) Sự
cắt bỏ các base sai hỏng nhờ các enzyme
DNA glycosylase. Các enzyme này nhận
biết các base bị biến đổi và các điểm mất
purine hay mất pyrimidine và thủy giải
liên kết N-glycosilic nối base với đường.
Rồi enzyme AP endonuclease cắt liên kết

đường và phosphate gần base bị biến đổi.
Sau đó enzyme thứ ba,
deoxyribophosphodiesterase loại bỏ từng
nucleotide kế tiếp nhau ở đoạn bị hỏng.
Sau đó, DNA polymerase lấp đầy khoảng
trống với các nucleotide bổ sung với sợi
khuôn còn lại. Enzyme DNA ligase sẽ
gắn các khe hở giữa 2 đầu 3'-5' .


Sửa sai bằng cắt bỏ nucleotide
Trong tế bào tồn tại một số DNA
glycosylase. Chẳng hạn, enzyme uracil-
DNA glycosylase cắt uracil khỏi DNA.
Uracil tạo thành do đột biến mất nhóm
amin ngẫu nhiên ở cytosine, dẫn đến đột
biến đồng hoán thay C bằng T. Enzyme
này phát hiện ra uracil trên DNA như là
một bất thường, chúng sẽ cắt bỏ và sửa
sai.
+ Cắt các nucleotide: Sự cắt bỏ vùng có
nhiều pyrimidine dimer được thực hiện
nhờ enzyme exonuclease (enzyme rạch
mạch hay enzyme tạo khấc trên DNA)
như phức hợp 3 enzyme được mã hóa bới
gene uvr ABC của E. coli. Phức hợp này
cắt đoạn 12 nucleotide trên một mạch: 8
nucleotide từ một đầu bị sai hỏng và 4
nucleotide của đầu còn lại. Khoảng trống
của 12 nucleotide này sẽ được lấp đầy

nhờ enzyme DNA polymerase I dựa vào
mạch đơn bổ sung kia của trình tự DNA
gốc. DNA ligase sẽ gắn vào các khe hở.
+ Sửa sai dựa vào tính tương đồng
(Homology-dependent repair system)
Một hệ thống sửa sai quan trọng đã phát
hiện tính chất bổ sung đối song song của
2 mạch đơn DNA để phục hồi đoạn sai
hỏng trở lại trạng thái bình thường ban
đầu. Trong hệ thống này, đoạn DNA sai
hỏng bị cắt bỏ và thay bằng một đoạn