Naprawa przez wycinanie zasady

Z Wikipedii, wolnej encyklopedii
Przejdź do nawigacji Przejdź do wyszukiwania
Schemat BER. Dokładny opis w tekście

Naprawa przez wycinanie zasady (BER, ang. base excision repair) – mechanizm naprawy DNA w komórkach mający na celu usuwanie uszkodzeń pojedynczych zasad DNA podczas replikacji DNA. Naprawa błędów jest konieczna, aby uniknąć wprowadzania mutacji podczas replikacji.

Miejsce AP, miejsce apurynowe/apirymidynowe – miejsce w DNA nie posiadające ani zasady purynowej (depurynacja), ani pirymidynowej (depirymidynacja), zwykle w wyniku uszkodzenia nici DNA. Jeśli uszkodzenie nie zostanie usunięte, podczas replikacji DNA może zostać wprowadzona mutacja, ponieważ podczas syntezy nici komplementarnej w takim miejscu może znaleźć się losowy nukleotyd.Naprawa DNA – szereg procesów prowadzących do identyfikacji i naprawy zmian w cząsteczkach DNA w żywej komórce. W komórkach organizmów żywych procesy metaboliczne i czynniki środowiskowe mogą powodować uszkodzenie DNA. W każdej komórce codziennie ma miejsce nawet milion takich uszkodzeń. Wiele z nich powoduje trwałe zmiany w cząsteczce DNA, które mogą upośledzić albo pozbawić komórkę możliwości prawidłowej transkrypcji kodowanego przez uszkodzony fragment DNA genu. Inne uszkodzenia mogą skutkować potencjalnie groźną dla genomu komórki mutacją, dotyczącą tej komórki i wszystkich następnych powstałych z niej po podziałach. Oznacza to, że proces naprawy DNA w komórce musi być cały czas aktywny, by móc szybko i skutecznie niwelować skutki każdego uszkodzenia komórkowego DNA.

Pojedyncze zasady w DNA mogą być modyfikowane chemicznie, np. przez deaminację czy alkilację, co powoduje niewłaściwe parowanie zasad, a w konsekwencji wprowadzenie mutacji w DNA. Naprawa przez wycinanie zasady polega na wycięciu zmutowanej zasady z helisy DNA i jej naprawę. W procesie biorą udział dwa typy enzymów, glikozylazy DNA i endonukleazy AP. Glikozylaza DNA przecina wiązanie β-N glikozydowe między uszkodzoną zasadą a cząsteczką deoksyrybozy, tworząc miejsce apurynowe/apirymidynowe. Endonukleaza AP rozpoznaje to miejsce i nacina DNA w kierunku 5' od miejsca AP tworząc wolny koniec 3'-OH. Polimeraza DNA, Pol I, wydłuża nić DNA od wolnego końca 3'-OH wykorzystując aktywność egzonukleazy do zastąpienia nukleotydu z uszkodzoną zasadą oraz kilku następnych. Następnie nowa nić jest łączona ze starą za pomocą ligazy DNA.

Polimeraza DNA – enzym katalizujący syntezę DNA w czasie replikacji lub naprawy DNA. Synteza ta polega na polimeryzacji deoksyrybonukleotydów przez wytwarzanie wiązań fosfodiestrowych między nimi. Substratami do tej reakcji są nukleotydy trójfosforanowe, a jej produktem ubocznym jest pirofosforan, złożony z dwóch reszt fosforanowych. Dlatego składnikami DNA są nukleotydy jednofosforanowe (monofosforanowe). Większość polimeraz DNA wymaga matrycy, w formie jednoniciowego DNA lub RNA, z krótkim obszarem dwuniciowym. Odcinek dwuniciowy powstaje przez przyłączenie się do jednoniciowej matrycy krótkiego komplementarnego do matrycy odcinka DNA lub RNA, zwanego primerem lub starterem (zwykle ma długość od kilku do ok. 20 nukleotydów).Alkilowanie, alkilacja – obszerna grupa reakcji chemicznych polegających na przeniesieniu grupy alkilowej lub aryloalkilowej z jednego do drugiego związku chemicznego. Grupa alkilowa może być przeniesiona w formie rodnika, karboanionu lub karbokationu co stanowi podstawę systematyki tych reakcji. Ze względu na technologiczne i biologiczne znaczenie tych reakcji badanie alkilowania stanowi jeden z najważniejszych działów chemii organicznej.

Istnieją glikozylazy monofunkcyjne, oraz glikozylazy dwufunkcyjne – oprócz przecinania wiązań N-glikozydowych mają też właściwości liazowe i usuwają miejsca AP na drodze β-eliminacji, pozostawiając jednonukleotydową lukę w DNA.





Warto wiedzieć że... beta

Wiązanie N-glikozydowe – rodzaj wiązania glikozydowego pomiędzy anomerycznym atomem węgla cząsteczki cukru a atomem azotu, zwykle wchodzącego w skład zasady azotowej. Występuje w wielu ważnych biocząsteczkach, m.in. w nukleotydach i kwasach nukleinowych.
Replikacja DNA − proces, w którym podwójna nić DNA (podwójna helisa) ulega skopiowaniu. Replikacja jest semikonserwatywna (półzachowawcza) - w każdej z dwóch uzyskanych podwójnych nici DNA będzie jedna nić macierzysta i jedna nowa. Nie licząc niewielkiego prawdopodobieństwa (ok. 1 błąd na 10 nukleotydów, dla porównania błąd transkrypcji - 1 na 10) wystąpienia błędu obie cząsteczki DNA będą identyczne. Proces ten zachodzi podczas interfazy (w fazie S).
Mutacja (łac. mutatio – zmiana) – nagłe, skokowe zmiany materiału genetycznego, możliwe jest ich dziedziczenie. Podczas poziomego transferu genów, zakażenia wirusem, crossing-over czy modyfikacji genomu inżynierią genetyczną również dochodzi do zmiany materiału genetycznego, jednak przeważnie nie uznaje się ich za mutacje.

Reklama