DNA Onarımına Genel Bakış

Tüm genetik bilgilerin deposu olan DNA, oldukça kararlıdır. Bununla birlikte, tüm organik moleküller gibi DNA da, temel kimyasını değiştiren bazı değişikliklere karşı hassastır;ısı, radyasyon ve hücresel solunum sırasında üretilen serbest radikallerin neden olduğu oksidasyon da bu faktörlerdendir. Ayrıca hücrede bol miktarda su bulunur.

Bu da hidrolitik hasara neden olabilir. Fizyolojik koşullar altında kendiliğinden DNA bazlarına zarar veren iki tip hidrolitik reaksiyon vardır. Bunlardan birincisi olan deaminasyon, sitozin gibi pirimidin bazlarını etkiler;bir amino grubunun kaybı ve bazı urasile dönüştüren suyun varlığı ile tanımlanır.

İkincisi olan depurinasyon, baz ve deoksiriboz arasındaki bağın kırılması nedeniyle pürin bazlarının kaybıdır ve DNA'da apurinik bir bölge bırakır. Bu farklı hasar tipleri, çok zararlı olabilen rastgele mutasyonlara yol açarak, diğer sorunların yanı sıra genom instabilitesine, hücre ölümüne ve kansere neden olabilir. Neyse ki, hücrelerin yüksek verimli onarım mekanizmaları sayesinde, DNA replikasyonu sırasında bu mutasyonlardan sadece birkaçı korunur.

DNA'nın çift zincirli yapısı, onarım için özellikle uygundur;çünkü iki zincirinde, genetik bilginin iki ayrı kopyası bulunur. Bu, bir zincir hasar gördüğünde, doğru nükleotid dizisini tekrar oluşturmak için, tamamlayıcı zincirin şablon olarak kullanılabileceği anlamına gelir. Üç yaygın DNA tamir mekanizması vardır.

İlki olan baz eksizyon tamiri, deaminasyon veya depurinasyon ile sonuçlanan hidrolitik hasar gibi endojen DNA hasarlarını düzeltmeye odaklanır. Nükleotid eksizyon tamiri, ultraviyole ışık ve bazı kimyasal kanserojenlerin neden olduğu hasarı düzeltebilir. Ve son olarak, hatalı eşleşme tamiri, replikasyon sırasında DNA polimerazdan kaynaklanan ve yanlış baz eşleşmesine yol açan, hatalı baz birleştirilmesini düzeltir.