DNAの損傷と修復

ブログをご覧の皆さん、こんにちは。

昨日までに細胞が損傷を受けた場合の回復について、SLD回復、PLD回復の記事を紹介しました。

今日はDNAの損傷と修復についてまとめた記事を紹介したいと思います。
第7版放射線概論ではP.261-266に記載されている内容になります。

DNAは塩基、糖（デオキシリボース）、リン酸が1分子ずつ結合したヌクレオチドが数多くつながり、鎖がらせん状に2本並んだ巨大な分子です。
DNAをつくる塩基：A（アデニン）、T（チミン)、G（グアニン）、C（シトシン）
これら4つの塩基のうち、

　プリン塩基：A（アデニン）、G（グアニン）
　ピリミジン塩基： T（チミン)、C（シトシン）

〇DNA損傷（起こりやすい順）
①塩基損傷：･OHによる酸化
②塩基遊離：脱塩基反応（塩基と糖の間の結合が切れる）
③1本鎖切断
④2本鎖切断：高LETで割合が増す（1本鎖切断の10倍のエネルギーが必要）細胞死

〇DNA修復
光回復
紫外線による損傷であるピリミジンダイマーが光回復酵素の存在下で可視光のエネルギーを利用してモノマーに戻し回復する。光回復酵素は、ウィルスとヒトを含む哺乳動物には存在しない。

放射線取扱主任者試験で是非覚えておきたい疾患である色素乾皮症（XP）はピリミジンダイマーを修復できないために起こる疾患です。

色素乾皮症（XP)は毛細血管拡張性運動失調症（AT）と並んで放射線取扱主任者試験でも出題頻度の高い疾患ですので必ず覚えておいて下さい。

本ブログの4月4日の記事（毛細血管拡張性運動失調症（AT）と色素乾皮症（XP)）で紹介していますのでご覧ください。

塩基損傷の修復
・除去修復
　①塩基除去修復（損傷のある部位のみ切り出す）
　②ヌクレオチド除去修復（損傷部位を含めて広い範囲を切り出す）
・1本鎖切断の修復
　組換え修復
・2本鎖切断（高LET放射線で多い）の修復
　①非相同末端結合：全細胞周期で見られるがG₁,G₂期で活発、誤りがちな修復
　②相同組換え：相同な2本のDNAが必要なのでDNA合成後のS期後半～G₂期　

　　　　　　　　修復エラーなし
　　
S期後半～G₂期が放射線感受性が低いのは、相同組換え修復に必要な相同なDNAが複製されたばかりで距離的に近く効率よく修復が進むためです。（第7版放射線概論P.269）

 

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(2014年物化生問6Ⅲからの抜粋)

相同組換えによるDNA2本鎖切断の修復は、鋳型として（N）姉妹染色分体を必要とするため、細胞周期の（O）S期の後半から（P）G₂期に限定される。

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2本鎖切断は高LET放射線で起こりやすくなり、1本鎖切断のおよそ10倍のエネルギーが必要です。2本鎖切断の修復は非相同末端結合、相同組換え修復で行われ、1本鎖切断よりも大掛かりになり修復されにくくなります。

X線やγ線などの低LET放射線が細胞にほぼ均一に傷害を作るのに対して、α線、重粒子線、中性子線などの高LET放射線は、同じ線量でも細胞の局所に傷害が偏って生じます。すなわち、高LET放射線によって細胞の一部に集中して生じた損傷は、低LET放射線によって細胞にまんべんなく生じた損傷よりも修復が難しく、細胞に与える影響が大きくなります。そのため、高LET放射線では 2本鎖切断の割合が増すことになります。

 

 

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