DNA-reparasjon

DNA-skader kan være forårsaket av forskjellige årsaker som UV-stråler. Denne skaden er da forårsaket av en rekke mekanismer DNA-reparasjon fikset slik at følgende proteinbiosyntese, som er nødvendig for alle prosesser i kroppen, kan gå jevnt.

Hva er DNA-reparasjon?

DNAet består av en dobbel tråd og multipliseres kontinuerlig. Denne prosessen er kjent som DNA-replikasjon. Dette kan føre til feil som må repareres. Men dette er bare en årsak til mulig DNA-skade. DNAet kan også bli skadet av ytre påvirkninger som UV-stråler. Dette fører da til mutasjoner som påvirker proteiner som produseres. De mister funksjonen eller blir for aktive, de kan ikke lenger nå målet sitt i cellen, eller de kan ikke lenger brytes ned av cellen når proteinet ikke lenger er nødvendig.

Det er forskjellige DNA-reparasjonsmekanismer. Hvilken mekanisme som trer i kraft avhenger av typen DNA-skade. Dette kan være reparasjon av en enkelt- eller dobbeltrådbrudd eller reparasjon av individuelle baser.

Reparasjonen utføres av enzymer som samler DNA igjen hvis det går i stykker. Dette er ligaser. Utvekslingen av baser utføres av rekombinaser og polymeraser. DNA-helikaser brukes til å slappe av DNA. De forbereder de berørte DNA-seksjonene for reparasjon.

Funksjon & oppgave

Hvis DNAet går i stykker, kan forskjellige reparasjonsmekanismer tre i kraft. Disse mekanismene er kjent som homolog eller ikke-homolog rekombinasjon.

Rekombinasjoner forekommer ikke bare i tilfelle DNA-skade, men også i reproduksjon når DNA fra begge partnere rekombinerer og embryoet dannes. Denne rekombinasjonen kalles da seksuell rekombinasjon. I homolog rekombinasjon for å eliminere DNA-skader kommer to lignende, homologe DNA-tråder sammen. Deretter kobles DNA-strengene, og et visst DNA-segment blir utvekslet mellom de to strengene. I mellomtiden dannes den såkalte "Holliday-strukturen" av DNA. Denne utvekslingsprosessen blir utført av spesielle enzymer, rekombinasene.

En pause kan også oppstå ved direkte sammenføyning av to DNA-ender. I dette tilfellet er det ingen homolog sekvens, noe som betyr at et gap i DNA mellom to ender må fylles for å skape den manglende homologe regionen. Dette kalles "syntese-avhengig streng-annealing" og DNA-polymeraser fyller hullene.

Et annet reparasjonsalternativ er å forkorte to ender til de kan hekke igjen slik at områdene passer sammen. Dette er "enkelstreng-annealing". Som et resultat går korte områder med DNA tapt. Denne reparasjonen blir utført av nukleotid-eksisjonsreparasjonssystemet.

Ikke-homologe reparasjonsprosesser utføres uavhengig av samsvarende DNA-sekvenser. Det skilles mellom to hovedreparasjoner."Ikke-homolog endeforbindelse" kobler direkte to DNA-DNA-tråder ved bruk av enzymligasen. Sammenlignet med de andre nevnte prosesser, krever ikke denne reparasjonen en homolog sekvens som fungerer som en guide slik at så få feil som mulig oppstår i DNAet etter reparasjonen.

En annen DNA-reparasjonssekvens er "mikrohomologemediert sluttforbindelse". Dette fører til sletting, fjerning av DNA-områder. Her brukes ingen guide. Denne reparasjonen er veldig feilutsatt og er ofte årsaken til utviklingen av mutasjoner.

Du finner medisinene dine her

Sykdommer og plager

Feil DNA-reparasjon forårsaker et mangfold av sykdommer, hvis spesifikke art avhenger av hvilket DNA-område og hvilke gener som er berørt av disse defektene. En gruppe av slike sykdommer er kjent som kromosombruddssyndrom. I prosessen blir pauser i DNAet, som er pakket i kromosomer, ikke reparert ordentlig, og disse pausene forekommer også oftere enn normalt.

Denne typen tilstand er arvelig. En kjent sykdom i denne gruppen er Werner-syndrom. Dette er en autosomal recessiv sykdom, d.v.s. mutasjonen som forårsaker denne sykdommen, er på et av autosomene, et av kromosomene (unntatt kjønnskromosomene). Det er recessivt, det har en effekt på fenotypen sjeldnere enn en dominerende genmutasjon. Werner syndrom påvirker hovedsakelig det mesodermale vevet. Den berørte personen eldes raskere etter puberteten.

En annen sykdom fra kategorien kromosomalt brudd syndrom er Louis-Bar syndrom. Det er også en autosomal recessiv sykdom. Det er et stort antall forskjellige symptomer assosiert med denne tilstanden. Disse kan forklares med at et gen blir påvirket, som gjenkjenner DNA-skader forårsaket av UV-stråler og også er involvert i reguleringen av DNA-reparasjon. Nevrologiske defekter og nedsatt immunforsvar forekommer. Resultatet er en rekke andre sykdommer som lungebetennelse.

Videre er sykdommen Xeroderma pigmentosum en sykdom som kan telles i denne klassen. Det er en hudsykdom. De berørte menneskene er også kjent som måneskinnsbarn. Gener som koder for enzymer i DNA-reparasjonsmekanismen påvirkes av defekter. Huden er nedsatt av UV-stråling, noe som fører til utvikling av hudsvulster. De berørte må unngå dagslys, noe som påvirker hele livets rytme.