Geny kodujące białka mechanizmów naprawy DNA człowieka

Dodaj linki
Z Wikipedii, wolnej encyklopedii

DNA komórki jest stale narażone na czynniki uszkadzające. Sprawnie działające mechanizmy naprawy DNA funkcjonują w komórkach organizmów zarówno prokariotycznych, jak i eukariotycznych. Badania genomu ludzkiego pozwoliły zidentyfikować szereg genów kodujących białka biorące udział w różnorodnych mechanizmach naprawy DNA. Poznano dotąd ponad 130 genów o takiej, udowodnionej lub prawdopodobnej, funkcji[1]. Nowe geny naprawy DNA są ciągle odkrywane dzięki badaniom porównawczym sekwencji genów człowieka i homologów tych genów u organizmów modelowych, takich jak E. coli i S. cerevisiae. Badania te mają znaczenie dla medycyny, ponieważ do tej pory zidentyfikowano już kilkanaście chorób, w których patogenezie mają udział niesprawne mechanizmy naprawy DNA[2].

 Osobny artykuł: Naprawa DNA.
Ludzkie geny kodujące białka zaangażowane w mechanizmy naprawy DNA[1][3][4][5]
Naprawa przez wycinanie zasady
Gen Aktywność OMIM NCBI Entrez Locus Uwagi
UNG Uracylo-DNA glikozylaza OMIM*191525 NM_080911 12q24.11 Dwie izoformy białka, w jądrze i w mitochondriach[6]
SMUG1 Uracylo-DNA glikozylaza[7] OMIM*607753 NM_014311 12q13.13
MBD4 Glikozylaza, usuwa głównie zmienione U albo T w parach z G w sekwencjach CpG OMIM*603574 NM_003925 3q21.3
TDG Usuwanie U, T lub etenoC w parze z G OMIM*601423 NM_003211 12q23.3
OGG1 OMIM*601982 NM_016821 3p25.3
MUTYH (MYH) OMIM*604933 NM_012222 1p34.1
NTHL1 (NTH1) OMIM*602656 NM_002528 16p13.3
MPG Usuwa 3meA, etenoA, hipoksantynę OMIM*156565 NM_002434 16p13.3
NEIL1 Usuwa glikolowe pochodne tyminy OMIM*608844 NM_024608 15q24.2
NEIL2 Usuwa tlenowe pochodne pirymidynowe OMIM*608933 NM_145043 8p23.1
APEX1 AP endonukleaza OMIM*107748 NM_001641 14q11.2
APEX2 AP endonukleaza NM_014481 Xp11.21
LIG3 Ligaza DNA OMIM*600940 NM_013975 17q12
XRCC1 Czynnik dodatkowy ligazy OMIM*194360 NM_006297 19q13.31
PNKP Przekształca niektóre przerwania nici na możliwe do połączenia przez ligazę OMIM*605610 NM_007254 19q13.33
PARP1 (ADPRT) OMIM*173870 NM_001618 1q42.12
PARP2 (ADPRTL2) OMIM*607725 NM_005484 14q11.2
Bezpośrednia naprawa uszkodzenia
Gen Aktywność OMIM Locus NCBI Entrez Uwagi
MGMT Alkilotransferaza O6-meG OMIM*156569 NM_002412 10q26.3
ALKBH2 (ABH2) Dioksygenaza 1-meA OMIM*610602 NM_001001655 12q24.11
ALKBH3 (DEPC-1) Dioksygenaza 1-meA OMIM*610603 NM_139178 11p11.2
Usuwanie wiązań krzyżowych
Gen Aktywność OMIM NCBI Entrez Locus Uwagi
TDP1 Usuwa wiązania kowalencyjne TOP1-DNA OMIM*607198 NM_018319 14q32.11 Mutację w genie stwierdzono u pacjentów z ataksją rdzeniowo-móżdżkową z neuropatią aksonalną[8]
Naprawa niesparowanych zasad
Gen Aktywność OMIM NCBI Entrez Locus Uwagi
MSH2 Rozpoznanie niesparowania i pętli DNA (razem z MSH3 i MSH6) OMIM*609309 NM_000251 2p21 Homolog MutS E. coli. Mutacje genu związane z zespołem Lyncha I (OMIM#120435)
MSH3 Rozpoznanie niesparowania i pętli DNA (razem z MSH2 i MSH6) OMIM*600887 NM_002439 5q14.1
MSH6 Rozpoznanie niesparowania i pętli DNA (razem z MSH2 i MSH3) OMIM+600678 NM_000179 2p16.3 Zmutowany w zespole Lyncha I (OMIM#120435)
MSH4 Ulega ekspresji w komórkach dzielących się mejotycznie[9] OMIM*602105 NM_002440 1p31.1
MSH5 Ulega ekspresji w komórkach dzielących się mejotycznie[10] OMIM*603382 NM_002441 6p21.33
PMS1 OMIM+600258 NM_000534 2q32.2 Zmutowany w zespole Lyncha I (OMIM#120435)
MLH1 OMIM*120436 NM_000249 3p22.3 Zmutowany w zespole Lyncha I (OMIM#120435) i II (OMIM#609310)
PMS2 OMIM+600259 NM_000535 7p22.1 Zmutowany w zespole Lyncha I (OMIM#120435)
MLH3 Homolog MutL o nieznanej funkcji OMIM*604395 NM_014381 14q24.3 Zmutowany w zespole Lyncha I (OMIM#120435)
PMS2L3 Homolog MutL o nieznanej funkcji NM_005395 7q11.23
PMS2L4 (PMS6) Homolog MutL o nieznanej funkcji D38500 7q11.21
Naprawa przez wycinanie nukleotydu
Gen Aktywność OMIM NCBI Entrez Locus Uwagi
XPC Wiąże uszkodzone DNA w kompleksie XPC-RAD23B-CETN2 OMIM+278720 NM_004628 3p25.1
RAD23B (HR23B) OMIM*600062 NM_002874 9q31.2
CETN2 OMIM*300006 NM_004344 Xq28
RAD23A (HR23A) OMIM*600061 NM_005053 19p13.2
XPA OMIM*611153 NM_000380 9q22.33 Zmutowany w xeroderma pigmentosum typu A (OMIM#278700)
RPA1 Wchodzi w skład kompleksu „preincision” (RPA1-RPA2-RPA3) wiążącego DNA OMIM*179835 NM_002945
RPA2 Wchodzi w skład kompleksu „preincision” (RPA1-RPA2-RPA3) wiążącego DNA OMIM*179836 NM_002946 1p35.3
RPA3 Wchodzi w skład kompleksu „preincision” (RPA1-RPA2-RPA3) wiążącego DNA OMIM*179837 NM_002947 7p21.3
ERCC3 (XPB) Helikaza DNA 3'→5' OMIM*133510 NM_000122 2q14.3 Zmutowany w xeroderma pigmentosum typu B (OMIM#610651)
ERCC2 (XPD) Helikaza DNA 5'→3' OMIM*126340 NM_000400 19q13.32
GTF2H1 Podjednostka p62 rdzenia TFIIH OMIM*189972 NM_005316 11p15.1
GTF2H2 Podjednostka p44 rdzenia TFIIH OMIM*601748 NM_001515 5q13.2
GTF2H3 Podjednostka p34 rdzenia TFIIH NM_001516 12q24.31
GTF2H4 Podjednostka p52 rdzenia TFIIH OMIM*601760 NM_001517 6p21.33
GTF2H5 (TTDA) Podjednostka p8 rdzenia TFIIH OMIM*608780 NM_207118 6p25.3
CDK7 Podjednostka kinazowa TFIIH OMIM*601955 NM_001799 5q13.2
CCNH Podjednostka kinazowa TFIIH (cyklina H) OMIM*601953 NM_001239 5q14.3
MNAT1 Podjednostka kinazowa TFIIH OMIM*602659 NM_002431 14q23.1
ERCC5 (XPG) OMIM*133530 NM_000123 13q33.1
ERCC1 OMIM*126380 NM_001983 19q13.32
ERCC4 (XPF) OMIM*133520 NM_005236 16p13.12
LIG1 ATP-zależna ligaza DNA OMIM*126391 NM_000234 19q13.2-q13.3
CKN1 (CSA) OMIM*609412 NM_000082 5q12.1
ERCC6 (CSB) OMIM+609413 NM_000124 10q11.23
XAB2 (HCNP) OMIM*610850 NM_020196 19p13.2
DDB1 OMIM*600045 NM_001923 11q12.2
DDB2 NM_000107 11p11.2
MMS19L (MMS19) NM_022362 10q24.1
Rekombinacja homologiczna
Gen Aktywność OMIM NCBI Entrez Locus Uwagi
RAD51 Homologiczne parowanie OMIM*179617 NM_002875 15q15.1
RAD51L1 (RAD51B) OMIM*602948 NM_002877 14q24.1
RAD51C OMIM*602774 NM_002876 17q23.2
RAD51L3 (RAD51D) OMIM*602954 NM_002878 17q12
DMC1 OMIM*602721 NM_007068 22q13.1
XRCC2 OMIM*600375 NM_005431 7q36.1
XRCC3 OMIM*600675 NM_005432 14q32.33
RAD52 Dodatkowy czynnik biorący udział w rekombinacji OMIM*600392 NM_002879 12p13.33
RAD54L Dodatkowy czynnik biorący udział w rekombinacji OMIM*603615 NM_003579 1p34.1
RAD54B Dodatkowy czynnik biorący udział w rekombinacji OMIM*604289 NM_012415 8q22.1
BRCA1 Dodatkowy czynnik transkrypcyjny i rekombinacyjny, ligaza E3 ubikwityny OMIM*113705 NM_007295 17q21.31
BRCA2 (FANCD1) Kooperacja z RAD51, niezbędny czynnik OMIM+600185 NM_000059 13q13.1
SHFM1 (DSS1) Związany z BRCA2 OMIM%183600 NM_006304 7q21.3 Mutacje związane z malformacjami dłoni i stóp typu ektrodaktylii[11]
RAD50 ATPaza w kompleksie z MRE11A i NBS1 OMIM*604040 NM_005732 5q23.3
MRE11A egzonukleaza 3' OMIM*600814 NM_005590 11q21
NBS1 OMIM*602667 NM_002485 8q21.3 Zmutowany w zespole Nijmegen
MUS81 Strukturalno-specyficzna nukleaza DNA OMIM*606591 NM_025128 11q13.1
EME1 (MMS4L) Strukturalno-specyficzna nukleaza DNA OMIM*610885 NM_152463 17q21.33
EME2 Strukturalno-specyficzna nukleaza DNA OMIM*610886 NM_001010865 16p13.3
Niehomologiczne scalanie końców DNA
Gen Aktywność OMIM NCBI Entrez Locus Uwagi
G22P1 (Ku70) Wiąże zakończenie nici DNA OMIM*152690 NM_001469 22q13.2
XRCC5 (Ku80) Wiąże zakończenie nici DNA OMIM*194364 NM_021141 2q35
PRKDC Katalityczna podjednostka DNA-zależnej kinazy białkowej OMIM*600899 NM_006904 8q11.21
LIG4 Ligaza OMIM*601837 NM_002312 13q33.3 Mutacje w tym genie powodują zespół LIG4
XRCC4 Czynnik dodatkowy ligazy OMIM*194363 NM_003401 5q14.2
DCLRE1C (Artemis) Nukleaza OMIM*605988 NM_022487 10p13
Modulacja puli nukleotydowej
Gen Aktywność OMIM Locus NCBI Entrez Uwagi
NUDT1 (MTH1) 8-oksoGTPaza OMIM*600312 NM_002452 7p22.3
DUT dUTPaza OMIM*601266 NM_001948 15q21.1
RRM2B (p53R2) OMIM*604712 NM_015713 8q22.3
Katalityczne podjednostki polimeraz
Gen Aktywność OMIM NCBI Entrez Locus Uwagi
POLB Bierze udział w BER jądrowego DNA OMIM*174760 NM_002690 8p11.21
POLG Bierze udział w BER mitochondrialnego DNA OMIM*174763 NM_002693 15q26.1
POLD1 Bierze udział w NER i MMR OMIM*174761 NM_002691 19q13.33
POLE Bierze udział w NER i MMR OMIM*174762 NM_006231 12q24.33
PCNA OMIM*176740 NM_002592 20p12.3
REV3L (POLZ) OMIM*602776 NM_002912 6q21
MAD2L2 (REV7) Podjednostka polimerazy DNA χ (zeta) OMIM*604094 NM_006341 1p36.22
REV1L (REV1) Transferaza dCMP OMIM*606134 NM_016316 2q11.2
POLH OMIM*603968 NM_006502 6p21.1
POLI (RAD30B) Ominięcie uszkodzenia („lesion bypass”) OMIM*605252 NM_007195 18q21.2
POLQ Naprawa wiązań poprzecznych DNA („DNA crosslink repair”) OMIM*604419 NM_006596 3q13.33
POLK (DINB1) Ominięcie uszkodzenia OMIM*605650 NM_016218 5q13.3
POLL Uzupełnianie ubytku podczas NHEJ OMIM*606343 NM_013274 10q24.32
POLM Uzupełnianie ubytku podczas NHEJ OMIM*606344 NM_013284 7p13
POLN (POL4P) Naprawa wiązań poprzecznych DNA (?) OMIM*610887 NM_181808 4p16.3
Nukleazy wycinające
Gen Aktywność OMIM NCBI Entrez Locus Uwagi
FEN1 (DNase IV) 5'-nukleaza OMIM*600393 NM_004111 11q12.2
TREX1 (DNase III) 3'-egzonukleaza OMIM*606605 NM_033629 3p21.31
TREX2 3'-egzonukleaza OMIM*300370 NM_007205 Xq28
EXO1 (HEX1) 5'-egzonukleaza OMIM*606063 NM_003686 1q43
SPO11 Endonukleaza OMIM*605114 NM_012444 20q13.32
FLJ35220 (ENDOV) Wycinanie 3' uracylu i hipoksantyny NM_173627 17q25.3
Szlak Rad6
Gen Aktywność OMIM NCBI Entrez Locus Uwagi
UBE2A (RAD6A) Enzym koniugujący ubikwitynę OMIM*312180 NM_003336 Xq24-q25
UBE2B (RAD6B) Enzym koniugujący ubikwitynę OMIM*179095 NM_003337 5q31.1
RAD18 Ligaza E3 ubikwityny OMIM*605256 NM_020165 3p25.3
UBE2V2 (MMS2) Kompleks koniugujący ubikwitynę OMIM*603001 NM_003350 8q11.21
UBE2N (UBC13) OMIM*603679 NM_003348 12q22
Regulacja struktury chromatyny
Gen Aktywność OMIM NCBI Entrez Locus Uwagi
H2AFX (H2AX) Białko histonowe fosforylowane po uszkodzeniu DNA OMIM*601772 NM_002105 11q23.3
CHAF1A (CAF1) OMIM*601246 NM_005483 19p13.3
Geny zmutowane w chorobach związanych z nadwrażliwością na czynniki uszkadzające DNA
Gen Aktywność OMIM NCBI Entrez Locus Uwagi
BLM (RECQL3) Helikaza OMIM*604610 NM_000057 15q26.1 Mutacje genu u chorych z zespołem Blooma (OMIM#210900)
WRN (RECQL2) Helikaza/ 3'-egzonukleaza OMIM*604611 NM_000553 8p12-p11.2 Mutacje genu u chorych z zespołem Wernera (OMIM#277700)
RECQL4 Helikaza OMIM*603780 NM_004260 8q24.3 Mutacje genu u chorych z zespołem Rothmunda-Thomsona (OMIM#268400) i zespołem RAPADILINO (OMIM#266280)
ATM Kinaza fosfatydyloinozytolu OMIM*607585 NM_000051 11q22.3 Mutacje genu u chorych z ataksja-teleangiektazja (OMIM#208900)
FANCA Zaangażowane w znoszenie efektów lub naprawę poprzecznych wiązań DNA OMIM*607139 NM_000135 16q24.3 Mutacje genu u chorych z niedokrwistością Fanconiego (OMIM#227650)[12]
FANCB Zaangażowane w znoszenie efektów lub naprawę poprzecznych wiązań DNA OMIM*300515 NM_152633 Xp22.31 Mutacje genu u chorych z niedokrwistością Fanconiego
FANCC Zaangażowane w znoszenie efektów lub naprawę poprzecznych wiązań DNA OMIM++227645 NM_000136 9q22.32 Mutacje genu u chorych z niedokrwistością Fanconiego
FANCD2 Zaangażowane w znoszenie efektów lub naprawę poprzecznych wiązań DNA OMIM+227646 NM_033084 3p25.3 Mutacje genu u chorych z niedokrwistością Fanconiego
FANCE Zaangażowane w znoszenie efektów lub naprawę poprzecznych wiązań DNA OMIM+600901 NM_021922 6p21.31 Mutacje genu u chorych z niedokrwistością Fanconiego
FANCF Zaangażowane w znoszenie efektów lub naprawę poprzecznych wiązań DNA OMIM+603467 NM_022725 11p14.3 Mutacje genu u chorych z niedokrwistością Fanconiego
FANCG (XRCC9) Zaangażowane w znoszenie efektów lub naprawę poprzecznych wiązań DNA OMIM+602956 NM_004629 9p13.3 Mutacje genu u chorych z niedokrwistością Fanconiego
FANCI (KIAA1794) Zaangażowane w znoszenie efektów lub naprawę poprzecznych wiązań DNA OMIM*611360 NM_018193 15q26.1 Mutacje genu u chorych z niedokrwistością Fanconiego
FANCL (PHF9) Zaangażowane w znoszenie efektów lub naprawę poprzecznych wiązań DNA OMIM+608111 NM_018062 2p16.1 Mutacje genu u chorych z niedokrwistością Fanconiego
FANCM Zaangażowane w znoszenie efektów lub naprawę poprzecznych wiązań DNA OMIM+609644 NM_020937 14q21.3
FANCN (PALB2) Zaangażowane w znoszenie efektów lub naprawę poprzecznych wiązań DNA OMIM*610355 NM_024675 16p12.1 Mutacje genu u chorych z niedokrwistością Fanconiego
FAAP24 (C19orf40) Zaangażowane w znoszenie efektów lub naprawę poprzecznych wiązań DNA OMIM*610884 NM_152266 19q13.11 Mutacje genu u chorych z niedokrwistością Fanconiego
Inne zidentyfikowane geny, przypuszczalnie związane z mechanizmami naprawy DNA
Gen Aktywność OMIM NCBI Entrez Locus Uwagi
DCLRE1A (SNM1) Naprawa wiązań krzyżowych DNA OMIM*609682 NM_014881 10q25.3
DCLRE1B (SNM1B) Związany z SNM1 OMIM*609683 NM_022836 1p13.2
RPA4 Podobny do RPA2 NM_013347 Xp21.33
APTX Naprawa jednoniciowych przerwań DNA OMIM*606350 NM_175073 9p21.1
NEIL3 Przypomina NEIL1 i NEIL2 OMIM*608934 NM_018248 4q34.3
RECQL (RECQ1) Helikaza DNA OMIM*600537 NM_002907 12p12.1
RECQL5 Helikaza DNA OMIM*603781 NM_001003715 17q25.1
HEL308 Helikaza DNA OMIM*606769 NM_133636 4q21.23
RAD52B (RDM1) Podobny do RAD52 NM_145654 17q12
Inne ewolucyjnie konserwatywne geny odpowiedzi na uszkodzenie DNA
Gen Aktywność OMIM NCBI Entrez Locus Uwagi
ATR Kinaza podobna do ATMK i PI3K OMIM*601215 NM_001184 3q23
RAD1 Sensor uszkodzenia DNA podobny do PCNA OMIM*603153 NM_002853 5p13.2
RAD9A Sensor uszkodzenia DNA podobny do PCNA OMIM*603761 NM_004584 11q13.2
HUS1 Sensor uszkodzenia DNA podobny do PCNA OMIM*603760 NM_004507 7p12.3
RAD17 (RAD24) Sensor uszkodzenia DNA podobny do RFC OMIM*603139 NM_002873 5q13.2
CHEK1 Kinaza efektorowa OMIM*603078 NM_001274 11q24.2
CHEK2 Kinaza efektorowa OMIM+604373 NM_007194 22q12.1
TP53 Regulacja cyklu komórkowego OMIM+191170 NM_000546 17p13.1
ATRIP (TREX1) Związane z ATR OMIM*606605 NM_130384 3p21.31
CLK2 Białko punktu kontrolnego fazy S cyklu, białko zegara komórkowego OMIM*602989 NM_003993 1q22
PER1 Białko punktu kontrolnego fazy S cyklu, białko zegara komórkowego OMIM*602260 NM_002616 17p12

Przypisy[edytuj | edytuj kod]

  1. ↑ a b Wood, RD, Mitchell, M, Sgouros, JG, Lindahl, T. Human DNA Repair Genes. „Science”. 291. 5507, s. 1284–1289, Feb 2001. DOI: 10.1126/science.1056154. PMID: 11181991. 
  2. ↑ Carlos R. Machado, Carlos F.M. Menck. Human DNA repair diseases: From genome instability to cancer. „Braz J Genet”. 20. 4. 
  3. ↑ Ronen, A, Glickman, BW. Human DNA repair genes. „Environ Mol Mutagen”. 37. 241, 2001. PMID: 11317342. 
  4. ↑ Wood RD, Mitchell M, Lindahl T. Human DNA repair genes, 2005. „Mutat Res”. 577. 1–2, s. 275–283, 2005. PMID: 15922366. 
  5. ↑ Wood RD, Mitchell M, & Lindahl T: Human DNA repair genes. 22 sierpnia 2007. [dostęp 2007-08-18].
  6. ↑ Caradonna, S, Muller-Weeks, S. The nature of enzymes involved in uracil-DNA repair: isoform characteristics of proteins responsible for nuclear and mitochondrial genomic integrity. „Curr Protein Pept Sci”. 2, s. 335–347, 2001. PMID: 12369930. 
  7. ↑ Kavli, B, Sundheim, O, Akbari, M, Otterlei, M, Nilsen, H, Skorpen, F, Aas, PA, Hagen, L, Krokan, HE, Slupphaug, G. hUNG2 is the major repair enzyme for removal of uracil from U:A matches, U:G mismatches, and U in single-stranded DNA, with hSMUG1 as a broad specificity backup. „J Biol Chem”. 277, s. 39926–39936, 2002. PMID: 12161446. 
  8. ↑ Takashima, H, Boerkoel, CF, John, J, Saifi, GM, Salih, MA, Armstrong, D, Mao, Y, Quiocho, FA, Roa, BB, Nakagawa, M, Stockton, DW, Lupski, JR. Mutation of TDP1, encoding a topoisomerase I-dependent DNA damage repair enzyme, in spinocerebellar ataxia with axonal neuropathy. „Nature Genet”. 32, s. 267–272, 2002. PMID: 12244316. 
  9. ↑ Kneitz, B, Cohen, PE, Avdievich, E, Zhu, L, Kane, MF, Hou, H, Jr, Kolodner, RD, Kucherlapati, R, Pollard, JW, Edelmann, W. MutS homolog 4 localization to meiotic chromosomes is required for chromosome pairing during meiosis in male and female mice. „Genes Dev”. 14, s. 1085–1097, 2000. PMID: 10809667. 
  10. ↑ Bocker, T, Barusevicius, A, Snowden, T, Rasio, D, Guerrette, S, Robbins, D, Schmidt, C, Burczak, J, Croce, CM, Copeland, T, Kovatich, AJ, Fishel, R. hMSH5: a human MutS homologue that forms a novel heterodimer with hMSH4 and is expressed during spermatogenesis. „Cancer Res”. 59, s. 816–822, 1999. PMID: 10029069. 
  11. ↑ Crackower, MA, Scherer, SW, Rommens, JM, Hui, C-C, Poorkaj, P, Soder, S, Cobben, JM, Hudgins, L, Evans, JP, Tsui, L-C. Characterization of the split hand/split foot malformation locus SHFM1 at 7q21.3-q22.1 and analysis of a candidate gene for its expression during limb development. „Hum Molec Genet”. 5, s. 571–579, 1996. PMID: 8733122. 
  12. ↑ Levitus, M, Rooimans, MA, Steltenpool, J, Cool, NF, Oostra, AB, Mathew, CG, Hoatlin, ME, Waisfisz, Q, Arwert, F, de Winter, JP, Joenje, H. Heterogeneity in Fanconi anemia: evidence for 2 new genetic subtypes. „Blood”. 103, s. 2498–2503, 2004. PMID: 14630800. 

Bibliografia[edytuj | edytuj kod]

Źródło: „https://pl.wikipedia.org/w/index.php?title=Geny_kodujące_białka_mechanizmów_naprawy_DNA_człowieka&oldid=72409404”