跨损伤合成途径中真核生物DNA聚合酶δ转换机制的研究进展
2018-06-13周亚竟
陈 炜,周亚竟
(江苏大学 生命科学研究院,镇江 212013)
每天细胞内仅因内源因素(如活性氧自由基、代谢产物等)就会引起高达数以万计的DNA损伤,每个损伤均可导致复制叉进程受阻,这些阻碍可以通过各种损伤修复途径得以克服,或通过损伤耐受机制激活跨损伤合成(Translesion synthesis, TLS)聚合酶,在损伤DNA加成物(adduct)对称新链的相应位置加上核苷酸,或通过模板交换而旁路绕过这些损伤。相较于RNA、蛋白质、代谢物等,DNA位于信息传递的顶层,是细胞内唯一无法被取代的大分子,因此,损伤的DNA完全依赖于修复。如果这些损伤未能被及时修复或被不正确的修复,将引起基因突变、错误插入、删除、或者染色体紊乱,最终导致人类多种疾病的发生。因此,准确的DNA复制和及时的损伤修复在真核生物维持其染色体稳定、防止遗传变异和人类多种疾病,特别是癌症的发生等方面起着极其重要的作用。
1 DNA聚合酶Pol δ与染色体DNA复制和损伤修复
生命的本质在于遗传信息从上代到下代的正常传递,生物体在进化过程中发展出一套精确机制以保证“忠实”的DNA复制。真核生物染色体DNA复制主要由3种B-家族复制性聚合酶(Replicative polymerases)来完成,即:聚合酶α、δ和ε(Pol α、Pol δ和 Pol ε),当双螺旋亲代DNA分子解链后,Pol α/primase分别在复制叉的前导链和滞后链上合成一小段低保真度的RNA/DNA引物而启动DNA的合成,复制叉上的分工实验表明,在前导链(Leading strand)上主要是由Pol ε来主导子代DNA的合成,而在滞后链(Lagging strand)上则是由Pol δ来完成[1]。但也有观点认为,Pol δ可能均参与了两条链上子代DNA的合成过程[2],但是,目前还不清楚体内(in vivo)这两种复制聚合酶在复制叉上的具体分工和明确的复制机制。……
