结构推理 DNA损伤后,细胞是如何应对的?
【正确答案】DNA是生命活动中最重要的遗传物质,保持其分子结构的完整性对于细胞至关重要。DNA的损伤直接影响复制、转录和蛋白质合成,进而影响细胞遗传、发育、生长和代谢等生命活动。细胞应对DNA的损伤将是一个十分复杂的过程。 (1) DNA损伤信号的感应和信号转导途径的起始:属于PI-3K超家族成员的ATM, ATR和DNA活化的蛋白激酶(DNA-PK)可能作为DNA损伤的感应分子。ATM和ATR都能被应激原引起的DNA损伤所激活,ATM主要对放射线引起的双链损伤起到感应作用,而ATR还能被紫外线或停滞的DNA复制叉所激活。DNA-PK象ATM和ART分子一样,可以感受到DNA的损伤并被激活。活化的DNA-PK再磷酸化下游的蛋白(如p53和MDM 2等)。 (2)DNA损伤信号在细胞内的传递过程:激活的信号通过多条信号转导通路向下游传递,这些信号最终被细胞周期调控系统、DNA修复系统和细胞凋亡调节因子所接收。在DNA损伤的过程中,p53信号通路和MAPK信号通路均具有重要的调控作用。 DNA损伤信号可以激活MAPK家族成员ERK, SAPK/JNK和P38,继而活化转录因子NF-kB, AP-1, ATM-2和C-Myc等。JNK亦可以催化p53蛋白的磷酸化,将p53信号通路和MAPK通路联系起来。 (3) DNA损伤后细胞的命运:DNA损伤后经过细胞内一系列的应激过程,最终会有三种结果: 1) DNA的损伤不严重,细胞调动所有的损伤修复机制最终修复了被破坏的DNA,细胞解除周期的阻滞,继续进行正常的生长、分化、发育和凋亡; 2) DNA的损伤不严重,虽不能够将损伤的DNA完全修复,但可以部分修复。修复后的细胞仍然可以进行复制,但有形成肿瘤倾向; 3) DNA的损伤过于严重,细胞无法修复损伤的DNA分子,启动细胞的凋亡机制,使无法修复的细胞发生凋亡。
【答案解析】