2.1 DNA Schade en Reparatie Deel 1

Question 1

Welke 2 soorten mutaties zijn er bij kanker?

Answer 1

• Puntmutaties: Kleine veranderingen op basepaar niveau
• Chromosomale afwijkingen: Grote veranderingen, waar te nemen op chromosomaal niveau

Question 2

Waar wordt er over gesproken bij puntmutaties?

Answer 2

• Transities (Een purine wordt een andere purine (A/G) of een pyrimidine wordt een ander pyrimidine (C/T))
• Transversies (Purine wordt een pyrimidine of visa versa)
• Kleine inserties/deleties

Question 3

Waar wordt er over gesproken bij chromosomale afwijkingen?

Answer 3

• Translocaties (Stukken verdwijnen)
• Amplificaties (Grote herhalingen)
• Deleties
• Numerieke afwijkingen (Meer of minder chromosoom)

Question 4

Wat zijn de oorzaken van DNA schade?

Answer 4

• Foutieve replicatie
• Chemische instabiliteit
• Chemische verbindingen
• Biologische stoffen
• Fysische agentia (Bijvoorbeeld UV-straling)

Question 5

Welke soorten DNA beschadigingen zijn er?

Answer 5

• Chemische adducten
• Intrastrengs crosslinks
• Interstreng crosslinks
• DNA strengbreuken (Dubbel of enkelstreng bbreuken)
• Basepaar mismatches

Question 6

Wat valt onder chemische instabiliteit (Een oorzaak van DNA schade)?

Answer 6

• Spontane hydrolyse (Frequentie 9000 per cel per dag)
• Deanimatie van basen (Frequentie 400 per cel per dag)

Question 7

Wat is spontane hydrolyse?

Answer 7

Hydrolyse van N-glycosyl-verbinding tussen suiker en base leidt tot depuniratie

Depuniratie leidt tot 1 basepaar deletie (Replicatie induceert mutatie)

Question 8

Waartoe leidt de deanimatie van basen?

Answer 8

Leidt tot omzetting van een cytosine in een uracil -> Verandering complementariteit (Replicatie induceert mutatie), transitie

Question 9

Wat zijn de biologische stoffen die DNA schade veroorzaken (Een oorzaak van DNA schade)?

Answer 9

• Endogene stoffen: Zuurstof -> Oxidatieve DNA schade (Frequentie 400 per cel per dag)
• Benzo(a)pyreen: Aanwezig in sigarettenrook

Question 10

Wat gebeurd er met het DNA bij endogene stoffen?

Answer 10

Zuurstofradicalen worden geproduceerd door metabole processen (Energie productie): Reactive Oxygen Species (ROS)

Dit leidt tot verandering van de complementariteit (Replicatie induceert mutatie), Zorgt voor transversie

Question 11

Wat gebeurt er met het DNA bij benzo(a)pyreen?

Answer 11

Benzo(a)pyreen wordt metabolisch geactiveerd -> Wordt omgezet in Benzo(a)pyreen Diol Epoxide (BPDE).

BPDE zorgt voor:
- Veroorzaakt chemische adducten die het DNA dubbelhelix verstoren
- Reageert voornamelijk met G residue (Verandering complementariteit, replicatie induceert mutatie)
- Tegenover G-BPDE wordt een A residue ingebouwd
- Aanwezig in sigarettenrook

Question 12

Wat zijn de chemische adducten die de DNA dubbelhelix Niet verstoren (Dus geen invloed hebben op de structuur van de dubbelhelix)?

Answer 12

• Spontane hydrolyse
• Deanimatie
• Oxidatieve DNA schade

Question 13

Wat is de fysische agentia (Oorzaak van DNA schade)?

Answer 13

• UV: Intrastreng DNA beschadigingen door straling (Zorgt voor het maken van pyrimidine dimeren of 6-4 fotoproduct)

Question 14

Hoeveel beschadigingen zijn er per cel per dag?

Answer 14

75.000 DNA beschadigingen

Question 15

Hoe wordt DNA schade hersteld?

Answer 15

Excisie Reparatie Mechanismen

2 soorten:
- Base Excisie Reparatie (BER)
- Nucleotide Excisie Reparatie (NER)

Question 16

Wat zijn de kenmerken van Base Excisie Reparatie (BER)?

Answer 16

Het is een enzymatisch proces

Herstel van kleine adducten -> Oxidatieve DNA schade, deanimatie van basen, ssDNA breuken

Question 17

Wat is het verloop van Base Excisie Reparatie (BER)?

Answer 17

1) Herkenning DNA schade (DNA glycosylase -> Betrokken bij herkenning)
2) Excisie DNA schade (AP-endonuclease)
3) Herstel: DNA polymerase en ligase

Question 18

Hoe gaat stap 1 van BER herkenning DNA schade?

Answer 18

DNA schade wordt herkent door een schade specifieke DNA glycosylase (UNG)
- Bij deanimatie -> Uracil DNA Glycosylase (UNG)

Uracil DNA glycosylase (UNG) verwijdert de ongewenste uracil en creëert een Abasische Plaats (AP) zonder een purine of pyrimidinebase

Question 19

Wat is een abasische plaats?

Answer 19

Plaats zonder purine of pyrimidinebase

Question 20

Hoe kan de glycosylase de DNA schade herkennen?

Answer 20

Glycosylases scannen het DNA en herkennen vreemd nucleotide door ‘base flipping’

Question 21

Wat is OGG1 en wat doet het?

Answer 21

OGG1 is een DNA glycosylase:
- Werkt bij oxidatieve DNA schade

OGG1 hydrolyseert de N-glycosyl verbinding tussen deoxyribose en 8-oxoG
OGG1 creëert een AP

Question 22

Wat doet de endonuclease (Stap 2 BER)?

Answer 22

Herkent de AP site en maakt een knip in het DNA:
- De AP site wordt verwijdert

Question 23

Hoe gaat stap 3 van BER/door wat wordt dit gedaan (Herstel)?

Answer 23

Door DNA polymerase en ligase

Question 24

Wat is Nucleotide Excisie Reparatie (NER)?

Answer 24

Herstel van grote adducten -> Cyclopyrimidine dimeren, 6-4 fotoproducten, bulky adducten

Question 25

Hoe verloopt NER?

Answer 25

1) Herkenning van de type DNA schade (Door 3 typen eiwitten en gaan daar binden)
2) Openen van omringende DNA (Groot gebied, grote groep eiwitten gaan checken wat de schade is)
3) DNA schade (En aangrenzende gebieden van dezelfde streng) verwijderen (RAD23 gaat los van het complex en geeft signaal voor een andere eiwitcomplex)
4) Herstel: DNA synthese/ligatie (Door de DNA polymerase)

Question 26

Wat is een voorbeeld van een ziekte bij defect NER?

Answer 26

• Xeroderma pigmentosum (XP)
• Cockayne Syndroom (CS)

Question 27

Wat zijn de kenmerken van Xeroderma Pigmentosum (4)?

Answer 27

• Children of the moon
• Rigoreuze bescherming tegen blootstelling aan UV- en zonlicht
• Speciale beschermende kleding (ESA/NASA)
• Regelmatige dermatologische controle en behandeling (Inclusief chirurgie)

Question 28

Wat zijn de klinische symptomen van XP (6)?

Answer 28

• Zongevoeligheid
• Droge, harde huid
• Pigmentatie afwijkingen
• Cataract
• Verhoogde kans huidkanker (>1000x meer kans)
• Versnelde neurologische achteruitgang

Het is een autosomaal recessief overerfbaar ziekte

Question 29

Wat is de oorzaak van XP?

Answer 29

Een defect NER
Ten minste 8 defecte genen: XPA, XPB,… XPG

Question 30

Wat zijn de klinische symptomen van Cockayne Syndroom (CS) (7)?

Answer 30

• Zongevoeligheid
• Groeiachterstand
• Neurologische achteruitgang
• Netvliesafwijkingen
• Versnelde veroudering
• Geen vergrote kans huidkanker

Autosomaal recessief overerfbaar ziekte

Question 31

Wat is de oorzaak van CS?

Answer 31

• Een defect NER
• 2 genen: CSA, CSB (Betrokken bij de transcriptie gekoppeld repair)
• Samen met XP: XPB, XPD, XPG

Question 32

Waarom is er bij XP wel een vergrote kans op kanker en bij CS niet?

Answer 32

Bij XP ontstaan er mutaties, omdat fouten niet gerepareerd kunnen worden waardoor er op den duur kanker ontstaat. GG-NER defect

Bij CS kan de DNA polymerase niet verder als hij een beschadiging tegenkomt waardoor de cel in apoptose gaat -> Versnelde veroudering. TC-NER defect

Question 33

Wat zijn de 10 kenmerken van een kankercel?

Answer 33

1) Energiehuishouding reprogrammeren
2) Celdood weerstaan
3) Genoom instabiliteit & mutatie
4) Nieuwe bloedvaten maken
5) Weefsels binnendringen en uitzaaien
6) Tumor stimulerende ontstekingsreacties
7) Oneindig kunnen delen
8) Vernietiging door immuunsysteem ontwijken
9) Ontwijken van groeionderdrukkers
10) Aanhoudende groeisignalen

Question 34

Wat is de centrale dogma?

Answer 34

DNA synthese -> Vervolgens RNA synthese (Transcriptie) -> Vervolgens eiwitsynthese (Translatie) -> Voert functie uit

Question 35

Wat is Globaal Genoom NER?

Answer 35

• Herkenning door XPC/RAD28 complex
• Genome-wide DNA reparatie
• Traag proces

Question 36

Wat is Transcriptie gekoppeld NER?

Answer 36

• DNA polymerase complex wordt naar achteren geduwd
• Scanning door RNA polymerase II complex
• Alleen DNA reparatie getranscribeerde streng actieve genen