DNA parandamine

DNA kahjustusi võivad põhjustada mitmesugused põhjused, näiteks ultraviolettkiirgus. Seda kahju põhjustavad mitmesugused mehhanismid DNA parandamine fikseeritud nii, et järgmine valgu biosüntees, mis on vajalik kõigi kehas toimuvate protsesside jaoks, sujuks.

Mis on DNA parandamine?

DNA koosneb kahekordsest ahelast ja seda korrutatakse pidevalt. Seda protsessi nimetatakse DNA replikatsiooniks. See võib põhjustada vigu, mis tuleb parandada. Kuid see on ainult üks põhjus võimalike DNA kahjustuste tekkeks. DNA-d võivad kahjustada ka välised mõjud, näiteks UV-kiired. See viib mutatsioonideni, mis mõjutavad toodetud valke. Nad kaotavad oma funktsiooni või muutuvad liiga aktiivseks, nad ei jõua enam rakus oma sihtkohta või neid ei saa rakk enam lagundada, kui valku enam ei vajata.

DNA parandamise mehhanisme on erinevaid. Milline mehhanism jõustub, sõltub DNA kahjustuse tüübist. See võib olla ühe- või kaheharulise katkemise parandamine või üksikute aluste remont.

Parandamise viivad läbi ensüümid, mis koguvad DNA kokku, kui see puruneb. Need on ligased. Aluste vahetus toimub rekombinaaside ja polümeraaside abil. DNA helinasid kasutatakse DNA lahtiühendamiseks. Nad valmistavad mõjutatud DNA sektsioonid parandamiseks.

Funktsioon ja ülesanne

Kui DNA puruneb, võivad rakenduda erinevad parandusmehhanismid. Neid mehhanisme nimetatakse homoloogseks või mittehomoloogseks rekombinatsiooniks.

Rekombinatsioonid tekivad mitte ainult DNA kahjustuse korral, vaid ka paljunemisel, kui mõlema partneri DNA rekombineerub ja embrüo moodustub. Seda rekombinatsiooni nimetatakse siis seksuaalseks rekombinatsiooniks. DNA kahjustuse eemaldamiseks homoloogilises rekombinatsioonis kinnitatakse kaks sarnast, homoloogset DNA ahelat üksteisega. Seejärel paaritatakse DNA ahelad ja kahe ahela vahel vahetatakse teatud DNA segment. Vahepeal moodustub DNA niinimetatud "Holliday struktuur". Seda vahetusprotsessi viivad läbi spetsiaalsed ensüümid rekombinaasid.

Katkestus võib toimuda ka kahe DNA otsa otsese ühendamise kaudu. Sel juhul puudub homoloogne järjestus, mis tähendab, et puuduva homoloogse piirkonna loomiseks tuleb täita kahe lõhe DNA tühimik. Seda nimetatakse "sünteesist sõltuvaks ahela lõõmutamiseks" ja DNA polümeraasid täidavad lüngad.

Veel üks parandusvõimalus on lühendada kahte otsa, kuni need saab uuesti kokku panna, nii et alad sobivad kokku. See on "üheahelaline lõõmutamine". Selle tulemusel kaotatakse lühikesed DNA piirkonnad. Seda parandust viib läbi nukleotiidide ekstsisiooniparandussüsteem.

Mittehomoloogsed parandamisprotsessid viiakse läbi sõltumata sobivatest DNA järjestustest. Eristatakse kahte peamist remonti."Mittehomoloogiline otsühendus" seob ensüümi ligaasi abil otseselt kaks DNA topelt ahelat. Võrreldes teiste mainitud protsessidega ei vaja see parandus homoloogset järjestust, mis toimiks juhendina, nii et pärast parandamist tekitaks DNA-s võimalikult vähe vigu.

Teine DNA parandamise protseduur on "mikrohomoloogia vahendatud lõpp-liitumine". See viib kustutamiseni, DNA alade eemaldamiseni. Ka siin ei kasutata juhendit. See parandamine on väga vigane ja sageli mutatsioonide tekkimise põhjus.

Ravimid leiate siit

Haigused ja tervisehäired

Vigane DNA parandamine tekitab hulgaliselt haigusi, mille eripära sõltub sellest, millist DNA piirkonda ja milliseid geene need puudused mõjutavad. Üks selliste haiguste rühm on tuntud kui kromosoomi purunemise sündroom. Selle protsessi käigus ei parandata korralikult kromosoomidesse pakendatud DNA katkeid ja need katkevad ka sagedamini kui tavaliselt.

Seda tüüpi seisund on päritav. Selle rühma üldtuntud haigus on Werneri sündroom. See on autosoomne retsessiivne haigus, s.t. seda haigust põhjustav mutatsioon asub ühel autosoomidest, ühel kromosoomist (va sugukromosoomid). See on retsessiivne, mõjutab fenotüüpi harvemini kui domineeriv geenimutatsioon. Werneri sündroom mõjutab peamiselt mesodermaalset kude. Pärast puberteedieas on haigestunud inimese suurenenud vananemine.

Teine haigus, mis kuulub kromosoomi purunemise sündroomi kategooriasse, on Louis-Bari sündroom. See on ka autosoomne retsessiivne haigus. Selle seisundiga on seotud palju erinevaid sümptomeid. Seda saab seletada asjaoluga, et mõjutatud on geen, mis tunneb ära UV-kiirte põhjustatud DNA kahjustused ja osaleb ka DNA parandamise regulatsioonis. Tekivad neuroloogilised defektid ja immuunsussüsteemi kahjustused. Tulemuseks on mitmed muud haigused, näiteks kopsupõletik.

Lisaks võib haigust Xeroderma pigmentosum lugeda sellesse klassi. See on nahahaigus. Mõjutatud inimesi tuntakse ka kui kuuvalguse lapsi. Geene, mis kodeerivad ensüüme DNA parandusmehhanismis, mõjutavad defektid. Nahka mõjutab UV-kiirgus, mis viib nahakasvajate tekkeni. Mõjutatud peavad vältima päevavalgust, mis mõjutab kogu elurütmi.