Oštećenje DNA može biti uzrokovano raznim uzrocima kao što su UV zračenje. Tada se ta oštećenja popravljaju različitim mehanizmima za popravak DNA kako bi se naknadna biosinteza proteina, koja je neophodna za sve procese u tijelu, mogla odvijati nesmetano.
Što je popravak DNA?
DNA se sastoji od dvostrukog lanca i kontinuirano se umnožava. Taj se proces naziva replikacija DNA. Tijekom ovog postupka mogu se pojaviti pogreške koje treba popraviti. Međutim, to je samo jedan od razloga za moguće oštećenje DNA. Oštećenje DNA mogu uzrokovati i vanjski čimbenici kao što su UV zračenje. To onda dovodi do mutacija koje utječu na proteini proizvedeno. Oni gube svoju funkciju ili postaju previše aktivni, više ne mogu doći do odredišta u stanici ili ih stanica više ne može razgraditi kad protein više nije potreban. Postoje različiti mehanizmi popravljanja DNA. Koji će mehanizam stupiti na snagu ovisi o vrsti oštećenja DNA. To može biti popravak jednostrukog ili dvostrukog prekida, kao i popravak pojedinačnog baze. Popravak izvodi enzimi koji ponovno slože DNA kad se razbije. To su ligaze. Razmjena baze provodi se rekombinazama i polimerazama. DNA helikaze koriste se za odmotavanje DNA. Oni pripremaju zahvaćene segmente DNA za popravak.
Funkcija i zadatak
Kad se DNA razbije, mogu stupiti na snagu razni mehanizmi popravka. Ti se mehanizmi nazivaju homologna ili nehomološka rekombinacija. Rekombinacija se događa ne samo u slučajevima oštećenja DNA, već i tijekom reprodukcije, kada se dogodi rekombinacija DNA oba partnera i zametak formiran je. Ta se rekombinacija tada naziva seksualna rekombinacija. U homolognoj rekombinaciji za eliminacija oštećenja DNA dolazi do uspostavljanja dva slična, homološka lanca DNA. Nakon toga dolazi do uparivanja DNA lanaca i izmjenjuje se određeni DNA segment između dvije niti. U međuvremenu se formira takozvana "Holliday struktura" DNK. Ovaj postupak razmjene provodi posebna enzimi zvane rekombinaze. Prekid se može dogoditi i izravnim povezivanjem dvaju DNA krajeva. U ovom slučaju ne postoji homologni slijed, što znači da se praznina u DNA između dva kraja mora popuniti kako bi se stvorilo nedostajuće homologno područje. To se naziva "sintezijsko ožigavanje niti", a DNK polimeraze popunjavaju Lϋ kutove. Druga mogućnost popravljanja je skraćivanje dva kraja dok se ne mogu ponovno spojiti tako da se regije podudaraju. To se naziva "jednostruko žarenje". To rezultira gubitkom kratkih područja DNA. Ovaj popravak izvodi sustav za popravak nukleotidne ekscizije. Nehomologni postupci popravka provode se neovisno o podudaranju DNA sekvenci. Ovdje se razlikuju dva glavna popravka. Nehomologno spajanje na kraju izravno spaja dvije dvostruke lance DNA pomoću enzima ligaze. U usporedbi s ostalim spomenutim procesima, ovaj popravak ne zahtijeva homologni slijed, koji služi kao putokaz kako bi se osiguralo da se što manje pogrešaka dogodi u DNK nakon popravka. Sljedeći slijed popravljanja DNA je "krajnje spajanje posredovano mikrohomologijom". To uključuje brisanje, uklanjanje regija DNA. I ovdje se ne koristi Fϋguidance. Ovaj se popravak smatra vrlo sklonim pogreškama i često je razlog za razvoj mutacija.
Bolesti i poremećaji
Popravak neispravne DNA stvara razne bolesti, čija specifična ekspresija ovisi o tome koja DNA regija i koji su geni pogođeni tim oštećenjima. Jedna skupina takvih bolesti naziva se sindromom loma kromosoma. U ovom slučaju, Brϋche u DNA, koji su pakirani u kromosomi, nisu ispravno popravljeni i ovi se Brϋche također javljaju češće nego u uobičajenim slučajevima. Ova vrsta bolesti je nasljedna. Poznata bolest ove skupine je Wernerov sindrom. Ovo je autosomno recesivna bolest, tj. Mutacija koja uzrokuje ovu bolest nalazi se na jednom od autosoma, jednom od kromosomi (osim spolnih kromosoma). Recesivan je, manja je vjerojatnost da će imati učinak na fenotip od dominantnog gen mutacija. Wernerov sindrom uglavnom pogađa mezodermalno tkivo. Povećano je starenje pogođene osobe nakon puberteta. Još jedan poremećaj iz kategorije sindroma prekida kromosoma je Louis bar sindrom. Također je autosomno recesivni poremećaj. Kod ove bolesti postoji velik broj različitih simptoma. To se može objasniti činjenicom da a gen pogođen je koji prepoznaje oštećenje DNA pomoću UV zračenje a također je uključen u regulaciju popravka DNA. Javljaju se neurološki nedostaci, kao i oštećenje imunološki sustav. To rezultira brojnim drugim bolestima poput pneumonija. Nadalje, bolest pigmentna kseroderma je bolest koja se može ubrojiti u ovu klasu. To je bolest koža. Pogođene osobe nazivaju se i mjesečinom. Geni koji kodiraju za enzimi mehanizma za popravak DNA utječu na nedostatke. The koža je pod utjecajem UV zračenja, što dovodi do razvoja tumora kože. Pogođene osobe moraju izbjegavati dnevno svjetlo, koje utječe na cjelokupan ritam života.
