Эксцизионная репарация нуклеотидов (NER, nucleotide excision repair)

В 1968 году в лаборатории Р.Сетлоу у E.coli был описан процесс эксцизионной репарации УФ-повреждений, при котором вырезается не просто отдельное основание, а значительный участок нити ДНК, содержащий пиримидиновый димер. Очень скоро эта система репарации ДНК была обнаружена у эукариот, и стало понятно, что она способна восстанавливать так же различные аддукты и межнитевые сшивки. Низкая специфичность NER к типу повреждения достигается за счет того, что из ДНК выщепляется не сам модифицированный нуклеотид, а содержащий ДНК-повреждения олигонуклеотид, длина которого составляет 12–13 (у прокариот) или 27–29 (у эукариот) нуклеотидных звеньев. Таким образом система NER способна удалить из ДНК почти все возможные повреждения.

В клетках E.coli этот процесс осуществляется тремя белками – UvrA, UvrB и UvrC (их название происходит от английского ultra-violet resistant).

Рисунок 11. Схема эксцизионной репарации нуклеотидов у бактерий.

Сам процесс представлен на рис. 11 и происходит в несколько этапов: распознавание повреждений белками UvrA и UvrB; изгибание молекулы ДНК и изменение конформации белка UvrB; внесение двух однонитевых надрезов ДНК с обеих сторон от повреждения с помощью белков UvrB и UvrC; расплетание ДНК в участке между двумя надрезами с помощью белка UvrD (MutU, геликаза); отсоединение содержащего дефект фрагмента длиной 12 нуклеотидов (12-мер) с образованием бреши; при этом расходуется энергия еще одной молекулы АТФ; застройка образовавшейся бреши с помощью ДНК полимеразы; соединение свободных концов сахарофосфатного остова ДНК с помощью ДНК лигазы.

Известно, что этот процесс у бактерий – индуцибельный, гены uvrA и uvrB входят в состав SOS-регулона и их эспрессия возрастает после повреждения ДНК.