DNA Hasarı ve Onarım Mekanizmaları

Study Notes

DNA hasarı, DNA'nın yapısında kimyasal bir değişikliktir. Hücre içinde kendiliğinden meydana gelebilir veya dış etkenlerden kaynaklanabilir.
Hasar, baz silinmesi/eklenmesi, baz yer değiştirmeleri, tek veya çift zincir kırılmaları ve zincirler arası bağların oluşması gibi şekillerde gerçekleşebilir.
Hasar, Açık Okuma Bölgesi (ORF) gibi önemli bölgeleri değiştirebilir. Bu değişiklikler düzeltilemezse, replikasyon sonrasında yeni nesil hücrelere aktarılır ve mutasyona sebep olabilir.
DNA hasarı, replikasyon sırasında tamir edilemezse kanser, yaşlanma ve genomik kararsızlığa neden olabilir.
Tüm canlı organizmalar hücrelerini DNA hasarına karşı korumak için DNA onarım mekanizmaları içerirler.

Tek baz değişiklikleri (Konversiyon): DNA dizisini etkiler, fakat DNA yapısındaki genel etki küçük.
Deaminasyon: Sitozinin amino grubunun oksijen ile yer değiştirmesi sonucu sitozinin urasil'e dönüşmesi. (CG → UG)
Alkilasyon: Nitrozamin gibi maddeler 06-metilguanin oluşturur. Bu baz sıklıkla timin ile yanlış eşleşir. (GC → AT)
Oksidasyon ve Radyasyon: Güçlü oksitleyici ajanlar, iyonize radyasyon serbest radikaller üretir. 8-oksoguanin gibi hasarlara yol açar. Bu, hatalı baz eşleşmeleri ve mutasyonlar için önemli bir nedendir.
Kendiliğinden oluşan hidrolitik zararlar: Sitozinin amin grubunun kaybolmasıyla oluşan zarardır.
UV ışığı: İki komşu timin molekülünün yan yana bağlanması sonucu T dimerleri oluşması, DNA zincir yapılarına zarar verir.
İnterkalasyon ajanları: Etidiyum bromür gibi moleküller DNA sarmalının yapısına zarar verir ve replikasyon sırasında hatalara neden olabilir.
Baz analogları: Normal bazların yerine geçebilir ve yanlış baz eşleşmeleri yaratır. (Örn: 5-bromourasil)
Çift zincir kırıkları: İyonize edici radyasyon ve bazı kimyasal maddeler tarafından indüklenir. En yıkıcı hasar türü.

Işık tamiri (Fotoreaktivasyon): UV ışığına maruz kalan DNA'daki T dimerlerini onarmak için fotoliyaz enzimi kullanılır.
DNA metiltransferazla onarım: O-6-metilguanin bazının tamiri. Hasarlı guaninden metil grubu uzaklaştırılır.

Baz eksizyon onarımı (BER): Yanlış yerleştirilmiş veya hasarlı bazları uzaklaştırmak için kullanılan bir mekanizmadır. DNA glikozilaz enzimleri görev alır. Deoksiriboz şekerinin N-glikozidik bağını keser ve abazik bir bölge oluşturur.
Nükleotit eksizyon onarımı (NER): Büyük hasarları gideren bir mekanizmadır. Mikoplazmadan memelilere kadar geniş bir yelpazedeki organizmalarda görev alır.
Hatalı eşleşme onarımı (Mismatch Repair): DNA replikasyonunda oluşan hatalı baz eşleşmelerine karşı kullanılır.
Çift zincir kırığı onarımı: İyonize radyasyon, topoizomeraz inhibitörleri ve V(D)J rekombinasyonu gibi faktörler çift zincir kırığına neden olabilir. Bu kırıklar homolog rekombinasyon (HR) veya homolog olmayan uç birleştirme (NHEJ) yoluyla tamir edilir.
Homolog rekombinasyon (HR): Kırılan zincirdeki bölgeyi, zarar görmemiş homolog kromozomda bulunan eş zincir kullanılarak tamir eder. Çift zincir kırığı onarımında etkili bir yöntem.
Homolog olmayan uç birleştirme (NHEJ): Kırılan uçları birbirine bağlayan ve genellikle hızlı bir onarım süreci olan bir yöntemdir. Genellikle DNA hasarı toleranslarında kullanılır.

Podcast