DNA Onarım Mekanizmaları

DNA onarımı, DNA moleküllerinde hasarı tespit eden ve düzelten bir dizi mekanizmaya bölünebilir. İki genel DNA onarımı sınıfı vardır; Hasar yaratan nükleotid bazların hasarını ve değiştirilmesini sağlayan kimyasal işlemin doğrudan tersine çevrilmesi.

DNA, hücre genomunu kodlar ve bu nedenle, bir hücrenin doğru çalışması için gerekli bir yapının kalıcı bir kopyasıdır. DNA yapısındaki değişiklikler, kansere yol açan mutasyonlara ve genomik instabiliteye neden olabilir. DNA hasarı, DNA replikasyonu sırasında yanlış nükleotid bazlarının dahil edilmesi ve spontan mutasyonun neden olduğu kimyasal değişiklikler veya radyasyon gibi çevresel faktörlere maruz kalmadan kaynaklanır.

Doğrudan Ters DNA Tamir Mekanizması

DNA hasarının doğrudan tersine çevrilmesi, bir şablon gerektirmeyen ve iki ana hasar tipine uygulanan bir onarım mekanizmasıdır. UV ışığı, DNA zincir yapısını bozarak, zarar alanın ötesinde transkripsiyonu bloke eden pirimidin dimerlerinin oluşumunu indükler.

Fotoreaktivasyon yoluyla doğrudan tersine çevrilmesi, bu dimerizasyon reaksiyonunu, bitişik pirimidin bazları arasındaki anormal kovalent bağın imhası için ışık enerjisi kullanarak tersine çevirebilir. Bu fotoreaktivasyon türü insanlarda meydana gelmez.

DNA ile reaksiyona giren alkilleyici ajanların neden olduğu hasar da doğrudan tersine çevrilerek tamir edilebilir. Guanin bazlarının metilasyonu, sitozin yerine timime karşı bir ürün oluşturarak DNA yapısında bir değişiklik meydana getirir. Protein metil guanin metil transferaz (MGMT), metilasyon ürününü aktif alanına transfer ederek orijinal guanini geri yükleyebilir.

Eksizyon ile DNA Onarımı

Eksizyon, çift sarmal tellerden birinin hasar görmesi durumunda tamirlerin yapıldığı genel mekanizmadır. Arızalı olmayan iplikçik, diğer iplikçikteki hasarlı DNA ile bir şablon olarak kullanılır ve yeni nükleotidlerin sentezi ile değiştirilir. Üç tür eksizyon onarımı vardır:

  • Baz-eksizyon onarımı.
  • Nükleotid eksizyon onarımı.
  • Yanlış eşleşme tamiri.

Baz-eksizyon onarımı, hasarlı tek bir bazın tanınmasını ve çıkarılmasını içerir. Mekanizma, glikozilaz adı verilen bir enzim ailesi gerektirir. Enzimler, DNA iplikçiğindeki nükleotit boşluğu DNA polimerazı ile doldurulmadan önce AP endonükleaz tarafından tamir edilen bir AP bölgesini oluşturan hasarlı bazları uzaklaştırır.

Nükleotid eksizyon onarımı, DNA’daki hasarı onarmak ve birçok hasarlı tabanı tanımak için yaygın bir mekanizmadır. Bu mekanizma, insanlarda UV ışığından pirimidin dimerlerinin oluşumunu onarmak için kullanılır. Proses, DNA polimerazı ile yeniden sentezlenmeden önce her iki tarafta endonükleazlarla yarılan hasarı tanımayı içerir.

Üçüncü eksizyon mekanizması uyumsuzluk onarımı olarak adlandırılır ve eşleşmeyen bazlar replikasyon sırasında DNA zincirine dahil edildiğinde ve prodreading DNA polimerazı ile uzaklaştırılmadığında ortaya çıkar. Uyumsuzluk onarımında, kaçırılan hatalar daha sonra, orijinal diziyi geri yüklemek için uyumsuz tabanın farkına varıp özendiren enzimler tarafından düzeltilir.

DNA Çift İplik Kopmasının Onarımı

DNA iplikçiklerinin hasar onarımı, genomik bütünlüğün korunmasında özellikle önemlidir. Çift iplik kopmalarının onarılması için iki ana mekanizma vardır: homolog rekombinasyon ve klasik nonhomologous son birleşme.

Homolog rekombinasyon, kardeş DNA kromatidinin kullanımı yoluyla DNA’nın her iki şeridindeki hasarlı bazları onarmak için nükleotit sekanslarının değişimini içerir. Klasik nonhomologous bitiş birleştirme, mikrohomolojiler olarak adlandırılan kısa DNA dizileri kullanılarak homolog bir şablon olmaksızın kopma uçlarını birleştirir. Mekanizma hataya eğilimlidir fakat homolog rekombinasyon yoluyla meydana gelebilen olası kromozomal translokasyonlardan genom bütünlüğünü korur.

Çalışmalar ayrıca, çift iplikli kırılmaların, belirli koşullar altında tek sarmallı tavlama ve alternatif birleştirme gibi alternatif mekanizmalarla tamir edilebileceğini bulmuştur. Bu mekanizmalar mutajeniktir ve genetik bilgi kaybına yol açabilir.

Tek sarmallı tavlama, genom içerisindeki serpiştirilmiş nükleotid tekrarları arasında, tekrarın bir kopyasına ve işlemde araya giren araya giren diziye yol açan son birleşme sağlar. Alternatif birleştirme, çift iplik kopmalarını onarmak için tanımlanmamış bir mekanizmaya sahiptir, ancak farklı kromozomlarda son molaları birleştirerek genomik bütünlüğü riske ettiği bilinmektedir.

PAYLAŞ

CEVAP VER

Please enter your comment!
buraya adınızı giriniz

This site uses Akismet to reduce spam. Learn how your comment data is processed.