DNA kahjustusi võivad põhjustada mitmesugused põhjused, näiteks UV-kiirgus. Seejärel parandatakse see kahjustus mitmete DNA parandusmehhanismide abil, et järgnev valgu biosüntees, mis on vajalik kõigi keha protsesside jaoks, võib kulgeda sujuvalt.
Mis on DNA parandamine?
DNA koosneb topeltahelast ja korrutatakse pidevalt. Seda protsessi nimetatakse DNA replikatsiooniks. Selle protsessi käigus võivad ilmneda vead, mis tuleb parandada. Kuid see on ainult üks põhjus võimalike DNA kahjustuste tekkeks. DNA kahjustusi võivad põhjustada ka välised tegurid, näiteks UV-kiirgus. See viib seejärel mutatsioonideni, mis mõjutavad valgud toodetud. Nad kaotavad oma funktsiooni või muutuvad liiga aktiivseks, nad ei jõua enam rakus oma sihtkohta või rakk ei suuda neid enam lagundada, kui valku pole enam vaja. DNA parandusmehhanisme on erinevaid. Milline mehhanism jõustub, sõltub DNA kahjustuse tüübist. See võib olla üheahelalise või kaheahelalise katkestuse parandamine, samuti üksikisiku parandamine alused. Remondi teostab ensüümide mis paneb DNA uuesti kokku, kui see puruneb. Need on ligaasid. Vahetus alused viiakse läbi rekombinaaside ja polümeraaside abil. DNA helikaase kasutatakse DNA kerimiseks. Nad valmistavad mõjutatud DNA segmendid parandamiseks ette.
Funktsioon ja ülesanne
DNA purunemisel võivad toimida erinevad parandusmehhanismid. Neid mehhanisme nimetatakse homoloogseks või mittehomoloogiliseks rekombinatsiooniks. Rekombinatsioon toimub mitte ainult DNA kahjustuse korral, vaid ka paljunemise ajal, kui toimub mõlema partneri DNA rekombinatsioon ja embrüo on moodustatud. Seda rekombinatsiooni nimetatakse siis seksuaalseks rekombinatsiooniks. Homoloogilises rekombinatsioonis kõrvaldamine DNA kahjustuse korral toimub kahe sarnase homoloogse DNA ahela kõrvutamine. Seejärel toimub DNA ahelate paaristamine ja kahe ahela vahel vahetatakse konkreetne DNA segment. Vahepeal moodustub DNA niinimetatud Holliday struktuur. Selle vahetusprotsessi viib läbi spetsiaalne ensüümide nimetatakse rekombinaasideks. Murdumine võib toimuda ka kahe DNA otsa otsese ühendamise teel. Sel juhul puudub homoloogne järjestus, mis tähendab, et puuduva homoloogse piirkonna loomiseks tuleb kahe otsa vahelises DNA-s täita tühimik. Seda nimetatakse sünteesist sõltuvaks ahela lõõmutamiseks ja DNA polümeraasid täidavad Lϋ nurki. Teine parandusvõimalus on lühendada kahte otsa, kuni neid saab uuesti ühendada, nii et piirkonnad omavahel sobivad. Seda nimetatakse "üheahelaliseks lõõmutamiseks". Selle tulemuseks on DNA lühikeste piirkondade kadumine. Selle paranduse teostab nukleotiidide ekstsisiooniparandussüsteem. Mittehomoloogsed parandusprotsessid viiakse läbi sõltumatutest DNA järjestustest. Siin eristatakse kahte peamist remonti. Mittehomoloogne liitumine ühendab otseselt ensüümi ligaasiga kaks DNA topeltahelat. Võrreldes teiste mainitud protsessidega ei vaja see parandamine homoloogset järjestust, mis on juhendiks tagamaks, et pärast parandamist tekiks DNA-s võimalikult vähe vigu. Teine DNA parandamise järjestus on „mikrohomoloogia vahendatud otsaliitumine“. See hõlmab kustutamist, DNA piirkondade eemaldamist. Ka siin ei kasutata Fϋguidance'i. Seda parandust peetakse väga veaohtlikuks ja see on sageli mutatsioonide arengu põhjus.
Haigused ja häired
Defektne DNA parandamine põhjustab mitmesuguseid haigusi, mille spetsiifiline ekspressioon sõltub sellest, millist DNA piirkonda ja milliseid geene need defektid mõjutavad. Selliste haiguste ühte rühma nimetatakse kromosoomi purunemise sündroomiks. Sel juhul on Brϋche DNA-s, mis on pakendatud kromosoomid, ei ole korralikult remonditud ja ka neid Brϋche'i esineb tavalisest sagedamini. Seda tüüpi haigus on pärilik. Selle rühma tuntud haigus on Werneri sündroom. See on autosoomne retsessiivne haigus, st seda haigust põhjustav mutatsioon asub ühel autosoomidest, ühel kromosoomid (välja arvatud sugukromosoomid). See on retsessiivne, vähem mõjutab see fenotüüpi kui domineeriv geen mutatsioon. Werneri sündroom mõjutab peamiselt mesodermaalset kude. Mõjutatud inimese vananemine on pärast puberteeti suurenenud. Teine haigus kromosoomimurdumissündroomide kategooriast on Louis baar sündroom. See on ka autosoomne retsessiivne häire. Selle haiguse korral on suur hulk erinevaid sümptomeid. Neid saab seletada asjaoluga, et a geen on mõjutatud, mis tuvastab DNA kahjustuse UV-kiirgus ning on seotud ka DNA parandamise reguleerimisega. Esinevad neuroloogilised defektid, samuti selle kahjustus immuunsüsteemi. Selle tulemusel tekivad mitmed muud haigused nagu kopsupõletik. Pealegi haigus pigmentne kseroderma on haigus, mille võib sellesse klassi lugeda. See on haigus nahk. Mõjutatud isikuid nimetatakse ka kuuvalguse lasteks. Kodeerivad geenid ensüümide DNA parandusmehhanismi defekte. The nahk mõjutab UV-kiirgus, mis viib nahakasvajate arenguni. Mõjutatud isikud peavad vältima päevavalgust, mis mõjutab kogu elurütmi.
