Негомологи́чное соедине́ние концо́в[1], или негомологи́чное воссоедине́ние концо́в[2] (англ. non-homologous end joining, NHEJ) — один из путей репарации двунитевых разрывов в ДНК. Негомологичным этот процесс называется потому, что повреждённые концы цепи соединяются лигазой напрямую, не нуждаясь в гомологичном шаблоне, в отличие от процесса гомологичной рекомбинации[3][4][5][6]. NHEJ существенно менее точен, чем гомологичная рекомбинация, и часто он приводит к потере нуклеотидов, транслокациям или слиянию теломер, при этом последние два могут являться признаками опухолевой клетки[7]. NHEJ обнаружен у представителей всех царств живой природы, кроме того, в клетках млекопитающих он служит основным путём репарации двуцепочечных разрывов[8].
Многие виды бактерий, включая Escherichia coli, не имеют NHEJ, а потому вынуждены полагаться только на гомологичную рекомбинацию в случае повреждения ДНК бактерии. Однако белки, участвующие в NHEJ, были обнаружены у некоторых бактерий, например, у Bacillus subtilis, Mycobacterium tuberculosis и Mycobacterium smegmatis[9][10]. Бактерии используют исключительно компактную версию NHEJ, где все необходимые действия выполняются всего двумя белками: гетеродимером белка Ku и многофункциональной лигазой/полимеразой/нуклеазой LigD[11]. У микобактерий NHEJ гораздо больше подвержен ошибкам, чем у дрожжей[10]. Многие бактерии, обладающие белками NHEJ, проводят значительную часть своего жизненного цикла в стационарном гаплоидном состоянии, когда шаблон для рекомбинации недоступен и гомологичная рекомбинация невозможна[9]. Возможно, у этих бактерий NHEJ помогает восстанавливать двуцепочечные разрывы, возникающие при высыхании[12]. Corndog и Omega, два родственных бактериофага из Mycobacterium smegmatis, также используют NHEJ, чтобы разомкнуть свой геном во время инфекции[13].
NHEJ является одним из путей восстановления двуцепочечных разрывов и у архей. У архей NHEJ также включает связывание и удержание концов разрыва белками Ku с последующим застраиванием бреши. У архей Ku связывают концы, которые были «подрезаны» экзонуклеазой так, что образуется выступающий 3'-конец, который может быть продлен за счёт синтеза цепи ДНК с вытеснением старой цепи ДНК-полимеразой[14].
В отличие от бактерий, эукариотический NHEJ использует обширный ряд белков, участвующих в осуществлении следующих шагов[15]:
Когда механизм NHEJ неактивен, двунитевые разрывы могут быть устранены альтернативным путём, более подверженным ошибкам, — путём микрогомологичного соединения концов (англ. microhomology-mediated end joining (MMEJ)). При этом пути по обе стороны от разрыва сначала образуются короткие гомологичные последовательности (микрогомологи), которые затем подравниваются в ходе репарации[16].