 |
Kromosomala avvikelser |
|
Cancer |
Reparationer av DNA
DNA-molekylerna har i motsats till andra makromolekyler förmåga att reparera eller korrigera sig själva. Detta är mycket viktigt för cellen. Skador på DNA-molekylerna kan nämligen ge upphov till cancer. Alla celler har många olika metoder att korrigera sitt DNA.
I de flesta metaboliska reaktioner strävar cellerna till att använda den mista möjliga mängden energi. Cellerna strävar till att optimera mängden ATP, som går åt. Vid DNA-reparationerna används emellertid relativt stora mängder energi i form av ATP, vilket anses vara ett tecken på reparationernas stora betydelse.
Redan i samband med DNA-replikationen läser enzymet DNA-polymeras rent det nyproducerade DNAet. Felaktiga nukleotider avlägsnas vid en process, som kallas 3'-5'-exoneukleasaktivitet. Om det i alla fall uppstår fel vid replikationen så repareras felen så fort som möjligt efter replikationen. I cellen förekommer DNA normalt i metylerad form. Endast en kort tid efter replikationen är den nya DNA-strängen icke metylerad. Det är därför möjligt för cellen att skilja mellan den nya (icke metylerade) och den gamla (metylerade) strängen och reparera felaktiga baspar. Reparationen följer bassekvensen i den gamla strängen.
Nukleotiderna i DNA kan skadas. Ett exempel på detta är uracil (U) (som normalt endast förekommer i RNA), som uppstår genom deamination av cytocin (C). Sådanahär felaktiga baser avlägsnas från DNA med hjälp av specifika enzymer i DNAet (DNA-glykosylaser). På den plats där basen avlägsnats uppstår ett brott i sockerfosfatsträngen. Detta sker med hjälp av endonukleas-enzymer. I vissa fall avlägsnas hela den felaktiga nukleotiden, inte enbart basen. Härvid använd ett exinukleas-enzym. Sedan basen/nukleotiden avlägsnats repareras DNA-strängen med hjälp av enzymerna DNA-polymeras och ligas. Det är också möjligt att reparera strängen utan att bryta av den. Ett exempel på detta är reparering av O6-metylguanin. För varje extra metylgrupp, som plockas bort, används endast ett metylfransferasprotein.
I E. coli repareras skador under replikationen på två olika sätt:
1. I normala fall kan DNA-polymeras III inte duplicera en felaktigt ställe utan hoppar över det och fortsätter replikationen efter ett litet stycke. När sedan replikationen är färdig repareras det felaktiga stället med hjälp av rekombination.
2. Ifall det förekommer många skador avbryts den normala replikationen. Vid dessa stresstillstånd sköts replikationen av enzymer, som tillsammans med DNA-polymeras III kan duplicera också de skadade delarna. I samband med detta uppstår mutationer. Replikation under stresstillstånd leder ofta till att cellen dör.
