Çift İplik Kopmalarının Onarımı

DNA'nın çift sarmallı yapısı iki ana avantaja sahiptir. İlk olarak, bir iplikçiğin diğer iplikçiğin hasar görmesi durumunda yedek olarak hizmet ettiği güvenli bir genetik bilgi deposu olarak hizmet eder. İkincisi, çift sarmallı yapı, nükleozomlar oluşturmak için histon adı verilen proteinlerin etrafına sarılabilir ve daha sonra kromozomlar oluşturmak için sıkıca sarılabilir. Bu şekilde, 2 inç uzunluğa kadar olan DNA zincirleri, bir hücredeki mikroskobik yapılar içinde bulunabilir. Çift iplikli bir kırılma sadece genetik bilgilerin her iki kopyasına da zarar vermekle kalmaz, aynı zamanda DNA'nın sürekliliğini bozarak kromozomu kırılgan hale getirir.

Bir hücrede, günde yaklaşık on çift iplikçik kopması (DSB) vardır. Birincil hasar kaynağı, reaktif oksijen türleri gibi metabolik yan ürünler ve iyonlaştırıcı radyasyonlar gibi çevresel faktörlerdir. Daha az yaygın olmasına rağmen, hatalı çalışan nükleer enzimler de DSB'lere neden olabilir. Her iki DNA ipliğini kesen ve kromozomları çözerken onlara yeniden katılan Tip II topoizomerazlar gibi enzimlerin başarısızlığı, istemeden DSB'lere neden olabilir. DNA dupleksi üzerindeki mekanik stres de DSB'lere yol açabilir. Prokaryotlarda, uzun süreli kuruma DNA'yı zorlar ve DSB'lere neden olur.

DNA onarımı için iki mekanizmadan, homolog rekombinasyon, s ve G2 fazları sırasında meydana gelen bir kardeş kromatidin yakınında olmasına bağlıdır. Bu kısıtlama nedeniyle, bir homoloji donörünün yokluğunda, hücreler çok daha az doğru olmasına rağmen, homolog olmayan uç birleşimine (NHEJ) başvurmak zorundadır. Daha yüksek ökaryotların DSB onarımları için NHEJ'yi tercihli olarak kullanabilmelerinin sebebinin, nükleotid ikamelerine, silmelerine veya eklemelerine ağır sonuçlar vermeden izin veren bol miktarda kodlamayan DNA'ya sahip oldukları varsayılmıştır.