结构生物化学/核酸/癌症生物学/DNA修复缺陷
许多癌症是由DNA修复缺陷和与生长控制相关的基因突变引起的。DNA修复系统缺陷会增加突变的总体频率，从而增加癌症相关突变的可能性。事实上，对易患癌症的突变和模式生物中DNA修复的研究之间的协同作用，在揭示DNA修复途径的生物化学方面取得了巨大进展。
DNA修复蛋白的基因通常是肿瘤抑制基因；也就是说，当至少一个基因拷贝没有有害突变时，它们会抑制肿瘤的发展。然而，当两个基因拷贝都发生突变时，肿瘤的发生率会比总体人口高。遗传了单个肿瘤抑制等位基因缺陷的人不一定患上癌症，但容易患上这种疾病，因为只有剩下的一个正常基因拷贝必须发生新的缺陷才能进一步发展癌症。
癌细胞通常具有两种特征，使它们特别容易受到损害DNA分子的物质的影响。首先，它们频繁分裂，因此它们的DNA复制途径比大多数细胞更活跃。其次，癌细胞通常在DNA修复途径中存在缺陷。几种广泛用于癌症化疗的药物，包括环磷酰胺和顺铂，通过损害DNA发挥作用。然而，由于化疗药物基本上是非特异性的，这会导致健康细胞受损和其他副作用。
有一些人类疾病的特征是DNA修复缺陷。
1. 色素性干皮病 - 患有色素性干皮病的患者具有临床上的阳光敏感性，由于阳光照射导致大量雀斑样病变，患皮肤癌的风险提高了1000倍。一些色素性干皮病患者会逐渐出现神经退行性变。色素性干皮病细胞对紫外线非常敏感，并且存在DNA修复缺陷。色素性干皮病中受损的基因参与了核苷酸切除修复。
核苷酸切除修复 (NER) 是由蛋白质执行的过程；这些蛋白质的代码存在于基因中，即 XPA-G，其中是与色素性干皮病病例相关的突变所影响的基因。这个过程 (NER) 是细胞清除太阳紫外线在遗传成分中造成的危险损伤的一种方法。因此，对于色素性干皮病患者，这个过程无法正常运作。[1]
2. 柯凯恩综合征 - 患有这种综合征的患者具有阳光敏感性、身材矮小和进行性神经退行性变。与色素性干皮病不同，柯凯恩综合征患者对紫外线照射的杀伤力非常敏感，并且存在活跃转录基因的 DNA 修复缺陷。它还包含两个互补群。受损的基因也参与了核苷酸切除修复和转录，就像色素性干皮病一样，但确切的功能尚不清楚。
大约一半的 CS 患者会由于 CSA 和 CSB 基因的突变而表现出对紫外线的细胞反应改变。CSA 和 CSB 基因都编码与修复细胞目前正在使用的特定 DNA 部分相关的蛋白质。 [1]
3. 毛发毛囊角化症 - 患有毛发毛囊角化症的患者具有光敏感性、身材矮小、智力和生长迟缓以及含硫量低的脆性头发。它与癌症无关。毛发毛囊角化症患者的细胞对紫外线的杀伤力也很敏感，并且存在 DNA 切除修复缺陷。毛发毛囊角化症中受损的基因存在于一个色素性干皮病互补群中。
大约一半的毛发毛囊角化症患者表现出阳光敏感性，他们的核苷酸切除修复存在缺陷。这是由于以下三个基因中的一个基因错误引起的：XPB、XPD 和 TTDA。随着最新研究发现，有一些患者不具有光敏感性，这是由于 C7orf11（TTDN1）基因缺陷引起的。 [1]
BRCA1 是一种参与通过同源重组进行 DNA 修复的基因。当该基因的一个等位基因发生突变时，患乳腺癌的风险为 85%，患卵巢癌的风险为 30-50%。BRCA1 产生 BRCA1 肿瘤抑制蛋白，该蛋白由 1863 个氨基酸组成。该蛋白可以分为几个域：RING、外显子 11、卷曲螺旋域和 BRCT。
RING - 这一域包含 BRCA1 的前 150 个氨基酸。BRCA1 与 BARD1 异二聚化，BRCA1 相关 RING 域蛋白。
外显子 11 - 这一域是蛋白质中间的 60%。
卷曲螺旋域 - 这一域与 PalB2 相关及其与 BRCA2 的相互作用，BRCA2 是另一种肿瘤抑制蛋白。PalB2 将 BRCA1 和 BRCA2 连接在一起。它还在 BRCA1 和 BRCA2 的同源修复中发挥作用。
BRCT - 这一域与结合伴侣上的磷酸丝氨酸残基相互作用，并促进 DNA 双链断裂定位。
BRCA1 和 BRCA 2 是与乳腺癌和卵巢癌密切相关的蛋白质。该基因的主要作用是修复任何双链断裂 (DSB) 并对抗由 DSB 突变引起的癌症。BRCA1 和 BRCA2 并不独立工作来修复断裂，而是具有特定的作用，并通过蛋白质网络协同工作。
BRCA1 由于其和损伤感测能力而充当修复断裂所需所有蛋白质的协调者。它首先使用 RING（非常有趣的基因）结合到 DSB，RING 被编码并形成 BARD1 复合体。如果 BRCA1 蛋白的 RING 部分发生突变或失活，BRCA1 将无法结合到 DSB，患癌的可能性会增加。
协调者 BRCA1 然后募集 PalB2，PalB2 反过来将 BRCA2 附着到复合体上。与 BRCA1 不同，BRCA2 在修复 DSB 中起着重要作用，被称为效应蛋白，它使用 Rad51 来帮助使用同源重组来修复 DSB。当蛋白质复合体无法使用同源重组时，会使用非同源末端连接 (NHEJ)，这通常会导致进一步的并发症。
最终，为了最佳地修复 DSB，BRCA1-PalB2-BRCA2 复合体需要完全发挥作用。 [2]