Hvordan brud i DNA repareres

Brud i DNA, også kendt som DNA-skader, kan opstå på grund af forskellige faktorer såsom eksponering for stråling, oxidativt stress og fejl under DNA-replikation. Celler har udviklet flere mekanismer til at reparere disse brud og opretholde genomisk stabilitet. Her er de vigtigste mekanismer involveret i DNA-reparation:

1. Non-Homologous End Joining (NHEJ) :

- Dette er en relativt hurtig og fejltilbøjelig reparationsvej, der direkte forbinder knækkede DNA-ender uden at bruge en skabelon.

- NHEJ er særlig vigtig ved reparation af dobbeltstrengsbrud (DSB'er), der opstår under V(D)J-rekombination, en proces, der genererer diversitet i antistoffer og T-cellereceptorer.

- Nøgleproteiner involveret i NHEJ omfatter Ku70/Ku80-heterodimeren, DNA-PKcs, Artemis og XRCC4-Ligase IV-komplekset.

2. Homolog rekombination (HR) :

- HR er en mere præcis reparationsvej, der bruger en homolog DNA-sekvens som skabelon til nøjagtigt at reparere beskadiget DNA.

- HR spiller en afgørende rolle i at reparere DSB'er under DNA-replikation og som reaktion på DNA-skader forårsaget af ioniserende stråling.

- Nøgleproteiner involveret i HR inkluderer MRN-komplekset (Mre11, Rad50, NBS1), BRCA1, BRCA2, RAD51 og forskellige DNA-polymeraser og helicaser.

3. Base Excision Repair (BER) :

- BER er en pathway, der reparerer beskadigede eller modificerede individuelle baser i DNA.

- Det involverer fjernelse af beskadigede baser med specifikke DNA-glycosylaser, efterfulgt af udskiftning af den udskårne base med et korrekt nukleotid med DNA-polymerase og ligase.

4. Nucleotid Excision Repair (NER) :

- NER er en vej, der fjerner omfangsrige DNA-læsioner, såsom dem, der er forårsaget af ultraviolet (UV) stråling, som kan forvrænge DNA-strukturen.

- NER involverer genkendelse af det beskadigede sted af specifikke proteiner, efterfulgt af udskæring af et kort DNA-segment indeholdende læsionen og efterfølgende DNA-reparationssyntese.

5. Mismatch Repair (MMR) :

- MMR detekterer og korrigerer fejl, der opstår under DNA-replikation, hvilket sikrer troværdigheden af ​​nysyntetiseret DNA.

- MMR-proteiner, herunder MLH1, MSH2, MSH6 og PMS2, identificerer mismatchede basepar eller små insertions-/deletionsløkker og initierer reparationsprocessen.

Disse DNA-reparationsmekanismer arbejder sammen for at opretholde integriteten og stabiliteten af ​​genomet. Dysfunktionel DNA-reparation kan føre til genomisk ustabilitet, som er forbundet med forskellige sygdomme, herunder cancer og neurodegenerative lidelser.