DNA reparatsioon (0)

DNA reparatsioon
DNA reparatsioon ehk DNA parandamine on protsess, mille käigus eemaldatakse DNA-s erinevatel põhjustel tekkinud kahjustusi. DNA-s tekib pidevalt kahjustusi, mis kinnistuvad järgmise replikatsioonitsükli jooksul mutatsioonidena. Mutatsioonid on muutused organismi genoomse DNA nukleotiidses järjestuses, mis kinnituvad ja millega võivad kaasneda vaadeldava kogumi tunnuste muutused. Looduses on mikroorganismide kasv limiteeritud, kuna keskkonnatingimused on enamasti ebasoodsad. Põhilised kasvu limiteerivad tegurid on ebasoodne temperatuur, pH ja osmolaarsus . Samuti on piiratud toitainete kättesaadavus. Seega ei saa bakterid looduses pidevalt paljuneda ja on puhkavas seisundis ehk statsionaarses faasis. Sellises olukorras on eelistatud bakterid, kes suudavad piisavalt kiiresti kohaneda olemasolevate keskkonnatingimustega. Mutatsioonide tekkesageduse tõusu põhjustavad näiteks erinevad kemikaalid , kiirgus, oksüdatiivsed kahjustused. Et toime tulla erinevate DNA kahjustustega, on mikroorganismidel välja kujunenud mitmeid reparatsioonisüsteeme, et tekkinud vead parandada. Samuti on neil olemas vigaderohked DNA polümeraasid, mis on võimelised sünteesima üle DNA kahjustuste ja seetõttu replikatsioon ei peatu.
DNA kahjustuste allikad.
DNA-d kahjustatakse pidevalt nii rakusiseste protsesside kui ka välistegurite poolt. Hinnanguliselt toimub inimese igas rakus iga päev 10000 kuni 1000000 DNA kahjustamise sündmust, mis üldjuhul kõik ära parandatakse. Peamised DNA kahjustuste põhjustajd on: 1)Oksütatiivne stress . Seda põhjustavad keemiliselt aktiivsed ja ebastabiilsed hapnikuühendid Üldiselt on rakkudes süsteemid, mille ülesandeks on nende vaheühendite lagundamine ja neutraliseerimine, aga sellele vaatamata pääsevad mõned DNA-d kahjustama. 2)UV kiirgus, mis põhjustab ristsidemeid DNA ahelas kõrvutiasetsevate pürimidiinide vahel. 3) Ioniseeriv kiirgus põhjustab DNA kaheahelalisi katkeid. Ainuüksi loodusliku radioaktiivsuse fooni tõttu saab meie keha iga päev umbes 200 miljonit korda kiiritada. 4)DNA aluste hüdrolüüs ja kõrgendatud temperatuur viivad DNA aluste eemaldamiseni või nende keemiliste omaduste muutuseni.5) Samuti võib kokkupuutumine erinevate kemikaalidega, mis modifitseerivad nukleotiide või seonduvad DNA-ga ning indutseerivad katkeid või ristsidemeid DNA ahelates. 6)Vead DNA replikatsioonis. Kõik DNA polümeraasid teevad vigu, mille nad küll tavaliselt ise ära parandavad, kuid osad jäävad need siiski alles ning tekitavad olukorra, kus DNA erinevatel ahelatel on omavahel mittepaarduvad nukleotiidid .
DNA reparatsioonisüsteemid
DNA ahelal olevate vigastuste parandamiseks on kolm peamist süsteemi:
Base excision repair (BER), mille käigus eemaldatakse DNA ahelast üksik kahjustatud nukleotiid mis asendatakse uuega.
Nucleotide excision repair (NER), mille käigus asendatakse DNA kahjustuse ümbrusest umbes 30 nukleotiidi pikkune üheahelaline DNA lõik.
Mismatch repair (MMR) kõrvaldab vigastused, mis on tekkinud DNA replikatsiooni või rekombinatsiooni käigus. Nendel juhtudel pole kumbki DNA ahel otseselt vigane , kuid nad ei paardu omavahel.