DNA-skade kan være forårsaget af forskellige årsager, såsom UV-stråler. Denne skade er derefter forårsaget af en række mekanismer DNA-reparation fikseret, så den følgende proteinbiosyntese, som er nødvendig for alle processer i kroppen, kan køre glat.
Hvad er DNA-reparation?
DNA'et består af en dobbelt streng og multipliceres kontinuerligt. Denne proces er kendt som DNA-replikation. Dette kan føre til fejl, der skal repareres. Men dette er kun en grund til mulig DNA-skade. DNA'et kan også blive beskadiget af eksterne påvirkninger såsom UV-stråler. Dette fører derefter til mutationer, der påvirker de producerede proteiner. De mister deres funktion eller bliver for aktive, de kan ikke længere nå deres destination i cellen, eller de kan ikke længere nedbrydes af cellen, når proteinet ikke længere er nødvendigt.
Der er forskellige DNA-reparationsmekanismer. Hvilken mekanisme, der træder i kraft, afhænger af typen af DNA-skader. Dette kan omfatte reparation af en enkelt-streng eller en dobbelt-streng brud samt reparation af individuelle baser.
Reparationen udføres af enzymer, der samler DNA igen, hvis det går i stykker. Dette er ligaser. Udvekslingen af baser udføres af rekombinaser og polymeraser. DNA-helikaser bruges til at slappe af DNA'et. De forbereder de berørte DNA-sektioner til reparation.
Funktion & opgave
Hvis DNA'et går i stykker, kan forskellige reparationsmekanismer træde i kraft. Disse mekanismer er kendt som homolog eller ikke-homolog rekombination.
Rekombinationer forekommer ikke kun i tilfælde af DNA-skade, men også i reproduktion, når DNA fra begge partnere rekombineres, og embryoet dannes. Denne rekombination kaldes derefter seksuel rekombination. Ved homolog rekombination for at fjerne DNA-skade er to lignende, homologe DNA-strenge bundet til hinanden. DNA-strengene parres derefter, og et bestemt DNA-segment udveksles mellem de to strenge. I mellemtiden dannes den såkaldte "Holliday-struktur" af DNA'et. Denne udvekslingsproces udføres af specielle enzymer, rekombinaserne.
En pause kan også opstå ved direkte sammenføjning af to DNA-ender. I dette tilfælde er der ingen homolog sekvens, hvilket betyder, at der skal udfyldes et hul i DNA mellem to ender for at skabe den manglende homologe region. Dette kaldes "synteseafhængig streng-annealing", og DNA-polymeraser udfylder hullerne.
En anden mulighed for reparation er at forkorte to ender, indtil de kan sættes sammen igen, så områdene passer sammen. Dette er "enkelstrengsglødning". Som et resultat går korte områder af DNA tabt. Denne reparation udføres af nukleotid-excisionsreparationssystemet.
Ikke-homologe reparationsprocesser udføres uafhængigt af matchende DNA-sekvenser. Der sondres mellem to hovedreparationer."Ikke-homolog endeforbindelse" forbinder direkte to DNA-dobbeltstrenge ved hjælp af enzymligasen. Sammenlignet med de andre nævnte processer kræver denne reparation ikke en homolog sekvens, der tjener som en guide, så der forekommer så få fejl som muligt i DNA'et efter reparationen.
En anden DNA-reparationsprocedure er "mikrohomologemedieret slutforbindelse". Dette fører til sletning, fjernelse af DNA-områder. Der bruges heller ingen vejledning her. Denne reparation betragtes som meget fejlagtig og er ofte årsagen til udviklingen af mutationer.
Du kan finde din medicin her
➔ Medicin mod muskelsvaghedSygdomme og lidelser
En defekt DNA-reparation skaber et væld af sygdomme, hvis specifikke karakter afhænger af hvilket DNA-område, og hvilke gener der er påvirket af disse defekter. En gruppe af sådanne sygdomme er kendt som kromosombrudsyndrom. I processen bliver pauser i DNA, der er pakket i kromosomer, ikke repareret korrekt, og disse pauser forekommer også hyppigere end normalt.
Denne type tilstand er arvelig. En velkendt sygdom i denne gruppe er Werner-syndrom. Dette er en autosomal recessiv sygdom, dvs. mutationen, der forårsager denne sygdom, er på en af autosomerne, en af kromosomerne (undtagen kønskromosomerne). Det er recessivt, det har en mindre effekt på fænotypen end en dominerende genmutation. Werner-syndrom påvirker hovedsageligt det mesodermale væv. Den berørte person ældes hurtigere efter puberteten.
En anden sygdom fra kategorien kromosombrudssyndrom er Louis-Bar syndrom. Det er også en autosomal recessiv sygdom. Der er et stort antal forskellige symptomer forbundet med denne tilstand. Disse kan forklares med det faktum, at et gen påvirkes, der genkender DNA-skader forårsaget af UV-stråler og også er involveret i reguleringen af DNA-reparation. Neurologiske defekter og svækkelse af immunsystemet forekommer. Resultatet er en række andre sygdomme, såsom lungebetændelse.
Desuden er sygdommen Xeroderma pigmentosum en sygdom, der kan tælles i denne klasse. Det er en hudsygdom. De berørte mennesker er også kendt som måneskinbørn. Gener, der koder for enzymer i DNA-reparationsmekanismen, påvirkes af defekter. Huden påvirkes af UV-stråling, hvilket fører til udvikling af hudtumorer. De berørte skal undgå dagslys, hvilket påvirker hele livets rytme.
