核苷酸切除修复和碱基切除修复

切除修复可去除DNA单链中受损的片段，并以完整的互补链为模板重新合成。这两种途径共享相同的逻辑，但处理不同的损伤：碱基切除修复纠正小的、不扭曲螺旋的碱基损伤，而核苷酸切除修复则去除大体积的、扭曲螺旋的损伤，例如由紫外线引起的损伤。两者都能恢复原始序列，而不留下永久性改变。

Definition

碱基切除修复（BER）通过DNA糖基化酶去除单个受损或不适当的碱基，并处理由此产生的无碱基位点；而核苷酸切除修复（NER）识别大体积的、扭曲螺旋的损伤，并切除含有损伤的短寡核苷酸；两者随后通过模板指导合成和连接来填充和封闭缺口。

Scope

本条目对比了两种切除修复途径：它们各自识别的底物、执行识别、切除、缺口填充和连接的酶，以及核苷酸切除修复中全局基因组和转录偶联亚途径之间的区别。它是一个机制性参考，不涉及临床管理。

Core questions

• 每种途径识别哪种类型的损伤？
• 碱基切除修复在碱基被移除后如何处理无碱基位点？
• 核苷酸切除修复如何切除受损的寡核苷酸？
• 全局基因组NER和转录偶联NER之间有什么区别？

Key concepts

• DNA糖基化酶
• 无碱基（AP）位点和AP内切酶
• 短补丁和长补丁BER
• 螺旋扭曲的大体积损伤
• NER中的双切口
• 全局基因组NER
• 转录偶联NER
• 缺口填充和连接

Mechanisms

碱基切除修复始于DNA糖基化酶识别并去除单个受损或不适当的碱基，例如尿嘧啶或8-氧代鸟嘌呤，留下一个无碱基位点；然后AP内切酶切开骨架，聚合酶填充缺口，连接酶封闭缺口，其中短补丁和长补丁变体在重新合成的核苷酸数量上有所不同。Krokan和Bjørås描述了该途径是氧化、脱氨和烷基化产生的小而频繁的碱基损伤的主要修复途径。核苷酸切除修复则识别由大体积加合物和紫外线光产物引起的螺旋扭曲；一个多蛋白复合物验证损伤，在两侧进行切口，并去除一个短寡核苷酸，之后缺口被填充和封闭。Schärer详细介绍了两种NER亚途径：全局基因组NER扫描整个基因组以寻找扭曲，而转录偶联NER在RNA聚合酶在转录链中的损伤处停滞时被触发。

Clinical relevance

核苷酸切除修复的遗传缺陷会导致着色性干皮病，表现为对紫外线极度敏感和高皮肤癌风险，以及相关的疾病，如科凯恩综合征，这说明了这些途径的重要性；本条目将这些关联作为机制背景而非对任何个体的诊断或护理指导。

History

切除修复是首批通过生化方法定义的修复过程之一，20世纪60年代人们认识到细胞可以切除紫外线损伤的片段并重新合成。随后对人类途径的重建确定了所涉及的酶，而全局基因组和转录偶联亚途径之间的区别阐明了为什么一些修复缺陷综合征影响整个基因组，而另一些则主要影响转录基因。

Key figures

• Aziz Sancar
• Tomas Lindahl
• Orlando Schärer
• Hans Krokan

Seminal works

• sancar-2004
• scharer-2013
• krokan-bjoras-2013

Frequently asked questions

碱基切除修复和核苷酸切除修复的主要区别是什么？

碱基切除修复针对小的、非扭曲性损伤，去除单个受损碱基和由此产生的无碱基位点，而核苷酸切除修复则去除大体积的、扭曲螺旋的损伤（如紫外线光产物）周围的一小段核苷酸。

什么是转录偶联修复？

它是核苷酸切除修复的一个分支，当RNA聚合酶在转录链中的损伤处停滞时被触发，从而优先修复活跃基因中的损伤。