DNA 회복

DNA 회복

우리 몸의 세포가 매번 나누어질 때마다 46개의 염색체에 상응하는 46개의 DNA 분자가 먼저 배로 되어야 한다. 여기에는 약 60억(6 × 10˚)개 정도되는 염기쌍의 정확한 염기서열의 복제가 관여한다. 그 과정은 매우 정밀하나 완전한 것은 아니다. DNA 중합효소가 관여할 때 그들은 때때로 잘못된 뉴클레오티드를 복제 사슬에 삽입시킨다. 그러나 중합효소는 이런 종류의 잘못을 감지할 수 있어, 빨리 잘못된 염기를 제거하고 다시 복제를 수행한다. 잘못된 염기가 빠져나갈 때 때때로 대치작용이 일어나며, 다른 효소들이 새로이 합성된 DNA를 자세히 조사하고 만약 잘못된 염기가 발견되면 그것(한쪽 가닥의 몇개의 염기와 함께)을 제거한다. DNA 중합효소는 그 공간을 올바른 염기로서 채운다. 그러나 만약 이런 “잘못의 회복”(mismatch repair)의 기작이 예를 들어 G-T라면, G와 T 중 어느 쪽이 잘못된 염기인지를 어떻게 알 수 있겠는가? T가 제거되고 C로 대치되어야 하는가 또는 G가 제거되고 A로 대치되어야 하는가? G가 주형사슬 위에 존재하기 때문에 T가 제거되어져야 함을 알고 있다. 그러나 잘못된 회복 효소가 이중나선의 한 사슬이 원래 있던 것인지 새로운 것인지를 어떻게 알아낼 수 있겠는가? 대장균에서 DNA복제가 완료된 지 오래되지 않아 어떤 아데닌(A)들은 메틸(CH3-)그룹을 첨가시킨다는 것이 알려졌다. 즉 복제 동안 원래 사슬(주형)은 메틸그룹으로 표시되나 새로이 합성된 사슬들은 그렇지 않다.

진핵생물에서 잘못된 회복은 이러한 표시들로서 구별되지 않는다. 진핵생물에서의 이러한 문제점이 여전히 미해결 상태로 남아있다. 하나의 가능성은 그들이 어느 것이 잘못된 염기인지를 알아내려고 애쓰는 것이 아니라 그냥 단순하게 잘못 배치된 영역내의 두 가닥을 잘라내어 버린다. 정확한 서열이 두 딸분자의 동일 장소에 존재하지 않기 때문에 딸 DNA의 다른 분자 위에 여전히 사용 가능한 상태로 남아 있다. 손상되지 않은 가닥에 의한 상해를 입은 가닥의 회복은 감수분열 전기 I의 정확한 교차를 만들어내는 기작과 연관이 있는 것 같다.

DNA는 복제와 감수분열 동안 가장 큰 손상을 받을 수 있다. 따라서 DNA의 많은 회복 기작이 이러한 시기에 작동됨은 놀라운일이다. 그러나 방사선 조사와 화학적 돌연 변이원들이 DNA상에 상해를 주는 것은 언제든지 가능하다. 다행히도 세포는 그러한 손상을 즉시 회복할 수 있는 몇 가지의 기작을 가지고 있다. 예를 들면 자외선에 의해 유발되는 T-T 2량체는 그것들이 형성되는 즉시 회복될 수 있다. 이러한 과정의 중요성은 사람들에게서 볼 수 있는 색소성 건피증(xeroderma pigmentosum)이라는 희귀한 유전 질환에서 볼 수 있다. 색소성 건피증을 가진 사람들은 자외선에 의해 유발되는 손상을 회복하기 위한 효소가 결핍된 사람들이다. 결국 그들은 빛에 매우 민감하고 많은 경우 피부암으로 발전되는 경향성이 있다.