A DNS károsodását különféle okok okozhatják, mint pl UV sugárzás. Ezt a károsodást ezután számos DNS-helyreállító mechanizmus kijavítja, hogy a későbbi fehérje bioszintézis, amely a test összes folyamatához szükséges, zökkenőmentesen haladhat.
Mi a DNS-javítás?
A DNS kettős szálból áll, és folyamatosan szaporodik. Ezt a folyamatot DNS-replikációnak nevezzük. A folyamat során hibák léphetnek fel, amelyeket meg kell javítani. Ez azonban csak az egyik oka a lehetséges DNS károsodásnak. A DNS károsodását külső tényezők is okozhatják, mint pl UV sugárzás. Ez aztán olyan mutációkhoz vezet, amelyek befolyásolják a fehérjék előállított. Elvesztik funkciójukat vagy túl aktívvá válnak, a sejtben már nem érhetik el rendeltetési helyüket, vagy a sejt már nem tudja lebontani őket, amikor a fehérjére már nincs szükség. Különböző DNS-javító mechanizmusok léteznek. Az, hogy melyik mechanizmus lép életbe, a DNS-károsodás típusától függ. Ez lehet egyszálú vagy kettősszálú törés, valamint az egyén javítása bázisok. A javítást az enzimek amelyek újra összeállítják a DNS-t, amikor megszakad. Ezek ligázok. Cseréje bázisok rekombinázok és polimerázok végzik. DNS-helikázokat használnak a DNS kikapcsolására. Felkészítik az érintett DNS-szegmenseket javításra.
Funkció és feladat
Ha a DNS megszakad, különféle javító mechanizmusok léphetnek életbe. Ezeket a mechanizmusokat homológ vagy nonhomológ rekombinációnak nevezzük. A rekombináció nemcsak DNS károsodás esetén, hanem a szaporodás során is bekövetkezik, amikor mindkét partner DNS-jének rekombinációja történik, és embrió alakult. Ezt a rekombinációt akkor szexuális rekombinációnak nevezik. Homológ rekombinációban a megszüntetése DNS károsodás esetén két hasonló, homológ DNS szál egymás mellé kerül. Ezt követően a DNS-szálak párosodása következik be, és egy adott DNS-szegmens kicserélődik a két szál között. Közben kialakul a DNS úgynevezett „Holliday-szerkezete”. Ezt a cserefolyamatot speciálisan hajtják végre enzimek rekombinázoknak nevezik. Törés történhet két DNS-vég közvetlen összekapcsolásával is. Ebben az esetben nincs homológ szekvencia, ami azt jelenti, hogy a hiányzó homológ régió létrehozásához két vég közötti rést kell kitölteni a DNS-ben. Ezt nevezzük „szintézisfüggő szál-izzításnak”, és a DNS-polimerázok kitöltik az Lϋ-sarkokat. Egy másik javítási lehetőség az, hogy lerövidítjük a két véget, amíg azok újra csatlakozhatnak, hogy a régiók egyezzenek. Ezt hívják „egyszálú izzításnak”. Ez a DNS rövid régióinak elvesztését eredményezi. Ezt a javítást a nukleotid kivágási javító rendszer végzi. A nem homológ javítási folyamatokat az egymáshoz illeszkedő DNS szekvenciáktól függetlenül hajtják végre. Két fő javítást különböztetünk meg itt. A nem homológ végcsatlakozás közvetlenül összekapcsol két DNS kettős szálat a ligáz enzimmel. A többi említett folyamathoz képest ez a javítás nem igényel homológ szekvenciát, amely útmutatóként szolgál annak biztosítására, hogy a javítás után a lehető legkevesebb hiba forduljon elő a DNS-ben. A DNS-helyreállítás másik szekvenciája a „mikrohomológia által közvetített végcsatlakozás”. Ez magában foglalja a deléciót, a DNS régiók eltávolítását. Itt sem használunk Fϋguidance-t. Ezt a javulást nagyon hibára hajlamosnak tekintik, és gyakran ez okozza a mutációkat.
Betegségek és rendellenességek
A hibás DNS-helyreállítás számos betegséget eredményez, amelyek specifikus kifejeződése attól függ, melyik DNS-régiót és mely géneket érintik ezek a hibák. Az ilyen betegségek egyik csoportját kromoszómatörési szindrómának nevezik. Ebben az esetben a Brϋche a DNS-ben, amelyek be vannak csomagolva kromoszómák, nincsenek megfelelően javítva, és ezek a Brϋche is gyakrabban fordulnak elő, mint a szokásos esetekben. Ez a fajta betegség örökletes. E csoport jól ismert betegsége a Werner-szindróma. Ez egy autoszomális recesszív betegség, azaz a betegséget okozó mutáció az egyik autoszómán található, az egyik kromoszómák (kivéve a nemi kromoszómákat). Recesszív, kevésbé valószínű, hogy hatással lesz a fenotípusra, mint egy domináns gén mutáció. A Werner-szindróma elsősorban a mezodermális szöveteket érinti. Az érintett személy pubertás után fokozottan öregszik. A kromoszóma-törés szindrómák kategóriájának másik rendellenessége Louis bár szindróma. Ez autoszomális recesszív rendellenesség is. Ebben a betegségben nagy a különböző tünetek száma. Ezek azzal magyarázhatók, hogy a gén érintett, amely felismeri a DNS károsodását UV sugárzás és részt vesz a DNS-helyreállítás szabályozásában is. Neurológiai hibák lépnek fel, valamint károsodnak a immunrendszer. Ennek eredményeként számos más betegség, például tüdőgyulladás. Továbbá a betegség xeroderma pigmentosum ebbe az osztályba sorolható betegség. Ez a bőr. Az érintett személyeket holdfényes gyerekeknek is nevezik. Kódoló gének enzimek a DNS-helyreállítási mechanizmus hibáinak hatása. A bőr az UV-sugárzás befolyásolja, ami bőrdaganatok kialakulásához vezet. Az érintett egyéneknek kerülniük kell a napfényt, amely kihat az egész életritmusra.
