2.1 DNA Schade en Reparatie Deel 1 Flashcards
Welke 2 soorten mutaties zijn er bij kanker?
- Puntmutaties: Kleine veranderingen op basepaar niveau
- Chromosomale afwijkingen: Grote veranderingen, waar te nemen op chromosomaal niveau
Waar wordt er over gesproken bij puntmutaties?
- 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
Waar wordt er over gesproken bij chromosomale afwijkingen?
- Translocaties (Stukken verdwijnen)
- Amplificaties (Grote herhalingen)
- Deleties
- Numerieke afwijkingen (Meer of minder chromosoom)
Wat zijn de oorzaken van DNA schade?
- Foutieve replicatie
- Chemische instabiliteit
- Chemische verbindingen
- Biologische stoffen
- Fysische agentia (Bijvoorbeeld UV-straling)
Welke soorten DNA beschadigingen zijn er?
- Chemische adducten
- Intrastrengs crosslinks
- Interstreng crosslinks
- DNA strengbreuken (Dubbel of enkelstreng bbreuken)
- Basepaar mismatches
Wat valt onder chemische instabiliteit (Een oorzaak van DNA schade)?
- Spontane hydrolyse (Frequentie 9000 per cel per dag)
- Deanimatie van basen (Frequentie 400 per cel per dag)
Wat is spontane hydrolyse?
Hydrolyse van N-glycosyl-verbinding tussen suiker en base leidt tot depuniratie
Depuniratie leidt tot 1 basepaar deletie (Replicatie induceert mutatie)
Waartoe leidt de deanimatie van basen?
Leidt tot omzetting van een cytosine in een uracil -> Verandering complementariteit (Replicatie induceert mutatie), transitie
Wat zijn de biologische stoffen die DNA schade veroorzaken (Een oorzaak van DNA schade)?
- Endogene stoffen: Zuurstof -> Oxidatieve DNA schade (Frequentie 400 per cel per dag)
- Benzo(a)pyreen: Aanwezig in sigarettenrook
Wat gebeurd er met het DNA bij endogene stoffen?
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
Wat gebeurt er met het DNA bij benzo(a)pyreen?
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
Wat zijn de chemische adducten die de DNA dubbelhelix Niet verstoren (Dus geen invloed hebben op de structuur van de dubbelhelix)?
- Spontane hydrolyse
- Deanimatie
- Oxidatieve DNA schade
Wat is de fysische agentia (Oorzaak van DNA schade)?
- UV: Intrastreng DNA beschadigingen door straling (Zorgt voor het maken van pyrimidine dimeren of 6-4 fotoproduct)
Hoeveel beschadigingen zijn er per cel per dag?
75.000 DNA beschadigingen
Hoe wordt DNA schade hersteld?
Excisie Reparatie Mechanismen
2 soorten:
- Base Excisie Reparatie (BER)
- Nucleotide Excisie Reparatie (NER)
Wat zijn de kenmerken van Base Excisie Reparatie (BER)?
Het is een enzymatisch proces
Herstel van kleine adducten -> Oxidatieve DNA schade, deanimatie van basen, ssDNA breuken
Wat is het verloop van Base Excisie Reparatie (BER)?
1) Herkenning DNA schade (DNA glycosylase -> Betrokken bij herkenning)
2) Excisie DNA schade (AP-endonuclease)
3) Herstel: DNA polymerase en ligase
Hoe gaat stap 1 van BER herkenning DNA schade?
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
Wat is een abasische plaats?
Plaats zonder purine of pyrimidinebase
Hoe kan de glycosylase de DNA schade herkennen?
Glycosylases scannen het DNA en herkennen vreemd nucleotide door ‘base flipping’
Wat is OGG1 en wat doet het?
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
Wat doet de endonuclease (Stap 2 BER)?
Herkent de AP site en maakt een knip in het DNA:
- De AP site wordt verwijdert
Hoe gaat stap 3 van BER/door wat wordt dit gedaan (Herstel)?
Door DNA polymerase en ligase
Wat is Nucleotide Excisie Reparatie (NER)?
Herstel van grote adducten -> Cyclopyrimidine dimeren, 6-4 fotoproducten, bulky adducten
Hoe verloopt NER?
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)
Wat is een voorbeeld van een ziekte bij defect NER?
- Xeroderma pigmentosum (XP)
- Cockayne Syndroom (CS)
Wat zijn de kenmerken van Xeroderma Pigmentosum (4)?
- Children of the moon
- Rigoreuze bescherming tegen blootstelling aan UV- en zonlicht
- Speciale beschermende kleding (ESA/NASA)
- Regelmatige dermatologische controle en behandeling (Inclusief chirurgie)
Wat zijn de klinische symptomen van XP (6)?
- Zongevoeligheid
- Droge, harde huid
- Pigmentatie afwijkingen
- Cataract
- Verhoogde kans huidkanker (>1000x meer kans)
- Versnelde neurologische achteruitgang
Het is een autosomaal recessief overerfbaar ziekte
Wat is de oorzaak van XP?
Een defect NER
Ten minste 8 defecte genen: XPA, XPB,… XPG
Wat zijn de klinische symptomen van Cockayne Syndroom (CS) (7)?
- Zongevoeligheid
- Groeiachterstand
- Neurologische achteruitgang
- Netvliesafwijkingen
- Versnelde veroudering
- Geen vergrote kans huidkanker
Autosomaal recessief overerfbaar ziekte
Wat is de oorzaak van CS?
- Een defect NER
- 2 genen: CSA, CSB (Betrokken bij de transcriptie gekoppeld repair)
- Samen met XP: XPB, XPD, XPG
Waarom is er bij XP wel een vergrote kans op kanker en bij CS niet?
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
Wat zijn de 10 kenmerken van een kankercel?
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
Wat is de centrale dogma?
DNA synthese -> Vervolgens RNA synthese (Transcriptie) -> Vervolgens eiwitsynthese (Translatie) -> Voert functie uit
Wat is Globaal Genoom NER?
- Herkenning door XPC/RAD28 complex
- Genome-wide DNA reparatie
- Traag proces
Wat is Transcriptie gekoppeld NER?
- DNA polymerase complex wordt naar achteren geduwd
- Scanning door RNA polymerase II complex
- Alleen DNA reparatie getranscribeerde streng actieve genen
