Basenexzisionsreparatur

Die gebräuchlichste Methode, beschädigte DNA zu reparieren, besteht darin, den beschädigten Teil herauszuschneiden, den unbeschädigten Komplementärstrang neu zu kopieren und den Kerb zu litieren oder "neu zu versiegeln". Dieses allgemeine Schema von Ausschneiden, Kopieren und Einfügen folgt allen Arten von Exzisionsmechanismen.

Base Excision Repair (BER) korrigiert kleine Basenschäden, die durch Desaminierung, Oxidation oder Alkylierung verursacht werden und spontan auftreten oder durch Umweltgifte verursacht werden.

Im BER erkennt eine Gruppe von etwa 11 verschiedenen Enzymen, den sogenannten DNA-Glykosylasen, verschiedene veränderte Basen und katalysiert deren Entfernung. Die modifizierten Basen bilden schwache Basenpaare, die von den Glykosen detektiert werden.

Beim Antreffen auf ein solch schwaches Basenpaar verkeilt die DNA-Glykosylase die benachbarten Basenpaare und klappt die modifizierte Base aus. Dieser Flip ermöglicht es dem Enzym, mit allen Facetten der Base zu interagieren, um sie genau zu identifizieren.

Bei der Erkennung spaltet die DNA-Glykosylase die Bindung zwischen der modifizierten DNA-Base und der Desoxyribose, wodurch die freie Base freigesetzt und eine Lücke in der DNA-Helix hinterlassen wird. Diese Lücke wird von einem Enzym namens AP-Endonuklease (APE) erkannt, das zusammen mit einem anderen Enzym namens Phosphodiesterase das Phosphodiester-Rückgrat innerhalb der Polynukleotidkette durchtrennt.

Die fehlende Base in der DNA-Helix wird durch DNA-Polymerase β gefüllt, die an dieser Stelle die richtige Base aus dem komplementären Strang kopiert. Als nächstes versiegelt ein Enzym namens DNA-Ligase die verbleibende Kerbe, um ein intaktes, repariertes DNA-Molekül zu erhalten.