Ексцизі́йна репара́ція осно́в (англ. base excision repair (BER)) — система репарації ДНК, що видаляє з подвійної спіралі^[en] пошкоджені азотисті основи. BER починається з розпізнавання і видалення пошкодженої основи ДНК-глікозилазами^[en]. Далі особлива ендонуклеаза видаляє уривок ланцюга, що містить нуклеотид без основи, і ДНК-полімерази забудовують пролом. Розрізняють BER з точковою латкою, при якій видаляється тільки нуклеотид, позбавлений азотистої основи, або BER з короткою латкою, при якій видаляється короткий уривок, що містить пошкоджений нуклеотид^[1].

BER починається з розпізнавання ДНК-глікозилазами пошкоджених основ (наприклад, алкілованих), неспарених основ, а також урацилу, який в нормі відсутній в ДНК і є тільки в РНК. Глікозилаза розрізає зв'язок азотистої основи з дезоксирибозою, видаляючи її з ДНК. Деякі глікозилази також є ліазами і вносять розрив у ланцюг ДНК з 3'-кінця пошкодженого нуклеотиду, використовуючи аміногрупу як нападну групу. Подальший хід репарації визначається тим, чи брала участь ліаза у видаленні пошкодження^[2].

Якщо глікозилаза виступала як ліаза, то BER іде по шляху з точковою латкою. AP-ендонуклеаза^[en] APE1 вносить розрив у 5'-кінця пошкодженого нуклеотиду і він покидає ДНК. Новоутворений пролом забудовується ДНК-полімеразою β і лігується ДНК-лігазою XRCC1^[en]/Lig3^[3].

Якщо ліазної активності не було, то з утвореним AP-сайтом^[en] (тобто апуриновим і апіримідиновим) зв'язується ендонуклеаза APE1, яка видаляє пошкоджений нуклеотид і від двох до десяти його сусідів. Далі реплікативне поєднання, що складається з ДНК-полімераз δ^[en] і ε^[en] та інших складників, забудовує пролом, витісняючи прилеглі нормальні нуклеотиди. Витиснені при цьому нормальні нуклеотиди видаляються ендонуклеазою FEN1. Далі новосинтезована ділянка лігується лігазою 1^[3].

Механізм розпізнавання пошкоджених основ зазвичай заснований на тому, що вони порушують структуру подвійної спіралі ДНК і «вискакують» зі спіралі, потрапляючи безпосередньо в активне осереддя глікозилази^[4].

Пошкоджені основи не завжди підлягають видаленню. Наприклад, при репарації метильованих аденінових нуклеотидів метильна група окислюється особливими ферментами до CH₂OH, далі вивільняється формальдегід (HCHO) і вихідна структура аденіну відновлюється^[5].

Вибір шляху BER — з точковою або з короткою латкою — може також залежати від стадії клітинного циклу і ступеня диференціювання клітини^[6]. Крім того, два механізми використовуються різними організмами з різною частотою. Наприклад, у дріжджів Saccharomyces cerevisiae, мабуть, відсутня репарація точкової латкою, адже у них не виявлено гомологів людських генів, білкові продукти яких беруть участь в цьому шляху^[7].

Дефекти в різних шляхах репарації ДНК сприяють розвитку раку, і BER не є винятком. У найрізноманітніших організмах порушення в генах, білкові продукти яких задіяно в BER, призводять до різкого підвищення частоти мутацій, що є передумовою для ракових захворювань. Дійсно, соматичні мутації, що зачіпають ДНК-полімерази β, спостерігаються в 30% випадків раку, і деякі з них викликають злоякісну трансформацію у мишей^[8]. Діяльність репарації пошкоджених основ і нуклеотидів в клітинах голого землекопа набагато вища, ніж в клітинах миші, і може бути відповідальною за те, що середня тривалість життя цього гризуна 30 років, тоді як у звичайної миші — півтора року^[9]. Мутації ДНК-глікозилази MUTYH підвищують ризик розвитку раку товстої кишки^[10].

• (рос.) Кребс Дж., Голдштейн Э., Килпатрик С. Гены по Льюину. — М. : Лаборатория знаний, 2017. — 919 с. — ISBN 978-5-906828-24-8.

Шаблон:Репарація ДНК