DNA’nın çoğalması ve onarımı, bir biyolojik sistemin doğru genetik materyalinin sürdürülmesini sağlayan kritik süreçlerdir. DNA sürekli olarak bir çoğaltma ve bölünme sürecine girer ve bazen süreçte hatalar oluşabilir. Biyolojik sistemin bu hataları tespit edip onaracak 14bir mekanizmaya sahip olması şarttır.
DNA Çoğaltma İlkeleri
- DNA’nın doğru bir şekilde çoğaltılması için, aşağıdakiler de dahil olmak üzere, bulunması gereken birkaç yol gösterici ilke vardır:
- DNA çoğaltma işlemine başlamak için hazır bir halde
- Çoğaltmaya başlamaya başlayarak temizle
- DNA kopyasını bitirmek için bitiş noktası
- Herhangi bir hatayı tespit etmek için yerinde düzeltme ve onarım mekanizması
- Özgün ve DNA kopyası arasında ayrım yapabilme yeteneği
DNA ve Hücre Çoğaltma Aşamaları
Ökaryot hücrelerinin hücre döngüsü, DNA ve yeni hücrelerin replikasyonu için dört ana aşama içerir:
- G1 fazı: hücre metabolik değişiklikler ile bölünmeye hazırlandığında ilk boşluk fazı.
- S fazı: sentez fazı, hücrenin DNA ve genetik materyali çiftlendiğinde, iki kardeş kromatid oluşturur.
- G2 fazı: bölünme için gerekli sitoplazmik materyaller metabolik değişiklikler ile toplandığında ikinci boşluk fazı.
- M fazı: genetik materyal ve hücre bölündüğünde mitoz fazı.
Gerçek DNA replikasyonu, her biri bir orijinal ve bir yeni DNA dizisi içeren, orijinal hücre DNA’sının iki kopyasının üretildiği sentez (S) fazı sırasında meydana gelir.
DNA Strand Mismatch Onarımı
DNA çoğaltma işlemi sırasında, bazen hatalar meydana gelebilir. Nükleotid bazlar, DNA ipliği içine yanlış yerleştirilebilir, silinebilir veya yanlış eşleştirilebilir. Bu nedenle, biyolojik sistemin bu hataları tespit edip onaracak mekanizmalara sahip olması önemlidir.
Uyumsuzluk hataları, DNA’nın yeni kopya zincirinde nispeten yaygındır, ancak onarım mekanizmasının bunları orijinal iplikçiye göre karşılaştırarak tespit etmesi mümkündür. Bu sistem DNA sarmal distorsiyonlarını tespit etmeye, iki ip arasında ayırım yapmaya ve çoğaltma hatalarını gidermeye yardımcı olur.
DNA Onarımı
İnsan vücudunun DNA onarım sistemi çok etkilidir ve sürekli çoğaltma işleminin devam etmesi nedeniyle ortaya çıkan DNA’daki varyasyonların büyük çoğunluğuna izin vermez. Vücudun sağlıklı bir şekilde çalışmasını sağlamak için DNA’nın onarılması gerekli.
DNA onarımı, aşağıda özetlendiği gibi hücre döngüsündeki çeşitli noktalarda meydana gelebilir:
- G1 fazı: bu aşamada hataların çoğalmasını engeller
- S fazı: replikon başlatma inhibisyonunu durdurarak hataların çoğalmasını önler
- G2: Metabolik değişiklikleri geciktirerek mitotik hatalara karşı korur
Baz eksizyon onarımı (BER), hücre döngüsü boyunca hasarın onarılmasıyla hücrelerin hatalı DNA’dan korunmasına yardımcı olan bir mekanizmadır. Özellikle, genellikle DNA sarmalının şeklini bozmayan genomdan küçük lezyonların giderilmesine yardımcı olur. DNA kopukluğundan daha ciddi mutasyonlara yol açabilecek DNA hasarlı tabanlarını kaldırabilir. DNA glikozilazları, daha sonra endonükleazlar tarafından ayrılan bölgeler oluşturmak için hasarlı bazları tespit eder ve çıkarır.
DNA’nın her iki şeridinde bir kopma gibi, DNA’ya daha ciddi bir hasar olduğunda, tamir edilmesi hala mümkündür. Orijinal DNA sekansı, onarım sırasında, homolog olmayan uç birleştirme onarımı olarak bilinen bazların silinmesi veya sokulması ile değiştirilebilir veya doğru bilgi, homolog uç birleştirme onarımı olarak bilinen sağlam iplikten aktarılabilir.
