DNA-RNA杂交配对在细胞过程中起着生理作用，但通常代表不定期的共转录结构，对转录，复制和DNA修复产生负面影响。越来越多的证据表明，它们构成复制压力，DNA断裂和基因组不稳定的来源。相反，DNA断裂通过释放双螺旋扭转构象促进DNA-RNA杂合体的形成。细胞通过直接预防或去除DNA-RNA杂交配对或通过DNA修复偶联机制来避免DNA-RNA积累。
R环是非B型DNA结构，其在新生RNA与模板DNA链退火时在转录过程中形成，从而取代了非模板DNA链。为了了解R环对细胞命运和增殖的影响，需要回答一些问题，例如生理因素与计划外的病理性R环有何区别，基因组中意外的R环的形成频率，细胞如何保护自己免受病理性R环的影响或R环如何影响染色质结构并损害基因组完整性。
最近，Andrés Aguilera等人在 Cell 在线发表题为“R Loops: From Physiological to Pathological Roles”的综述，该综述回顾了在转录，复制和修复的背景下引起R环的相关研究进展，目的是提供控制R环稳态的分子机制及其与疾病的关系的最新观点。
R环是非B型DNA结构，其在新生RNA与模板DNA链退火时在转录过程中形成，从而取代了非模板DNA链。 R环一词是指由DNA-RNA杂交配对和置换的单链DNA（ssDNA）形成的三链结构，而DNA-RNA杂交配对仅指双链结构，尽管在许多报道中，这两个术语的用法不明确。
通常，R环在延伸的RNA聚合酶后面形成，其结构可能长于1 kb。R环有两种类型：生理的R环和病理的R环。生理学R环通常依赖于编程过程，该过程需要保证其形成的特定因素；病理性R循环以非计划的方式意外发生。 DNA-RNA杂交配对的形成在它们发挥生理功能的某些区域特别增强。其中包括脊椎动物B细胞的免疫球蛋白类别转换重组，线粒体DNA复制，CRISPR-Cas9基因编辑，转录起始和终止的特定调节步骤，端粒稳态以及细菌质粒复制的一些例子。但是，在细菌和真核细胞的整个基因组中也已检测到R环。
R环
一般情况下，R环可能会干扰DNA复制，修复和转录，从而损害基因组完整性和功能。因此，细胞已发展出不同的机制来预防或解决这种DNA-RNA交配对情况。当这些机制中的任何一个失效时，R环都会威胁基因组完整性和细胞增殖，从而成为细胞病理的潜在来源。除了ssDNA容易被代谢物，活性氧（ROS），DNA修饰酶或核酸酶接近之外，这会增加DNA损伤的发生率，这一特征可以应用于被置换的ssDNA。R环的积累证据表明，R环介导的复制叉（RF）失速是转录复制冲突和R环诱导的DNA损伤的主要特征。
避免R环累积
为了了解R环对细胞命运和增殖的影响，需要回答一些问题，例如生理因素与计划外的病理性R环有何区别，基因组中意外的R环的形成频率，细胞如何保护自己免受病理性R环的影响或R环如何影响染色质结构并损害基因组完整性。在这里，该综述回顾了在转录，复制和修复的背景下引起R环的相关研究进展，目的是提供控制R环稳态的分子机制及其与疾病的关系的最新观点。
参考信息：
https://www.cell.com/cell/fulltext/S0092-8674(19)31006-2