DNA schade en reparatie Flashcards
stochatisch proces
toevalsproces
puntmutaties
transitie, transversie, deletie, insertie
transitie
door een mutatie verandert een base, maar aminozuur blijft hetzelfde > geen gevolgen voor eiwit
transversie
overgang van purine > pyrimidine of andersom. Kan gevolgen hebben afh van locatie
- missense of nonsense
deletie
kan leiden tot verschuiving van het leesraam > eiwit kan langer of korter worden
insertie
leesraamverschuiving kan gebeuren
chromosomale afwijkingen
translocatie, amplificatie, deleties, numerieke afwijkingen
translocatie
uitwisseling van chromosoom strengen
amplificatie
vermeerdering van mutatie
deleties
stukken DNA kan verloren gaan > verlies heterozygositeit of verlaagde expressie
oorzaken DNA beschadiging
chemische instabiliteit, chemische verbindingen, biologische stoffen, fysische agentia, foutieve replicatie
chemische instabiliteit
- spontane hydrolyse > deletie door overslaan abasische site bij replicatie
- deaminatie van basen > transitie, replicatie induceert mutatie
numerieke afwijkingen
te veel of weinig kopieën.
Welke oorzaken beschadiging het meest?
- spontane hydrolyse
- deaminatie van basen
- endogene stoffen
soorten DNA beschadigingen
chemische adducten, intra en interstrengs crosslinks, DNA streng breuken, basepaar mismatches
Benzo)a)pyreen
sigarettenrook, bij inademing omgezet naar BPDE > wel gevaarlijk
Endogene stoffen
door ROS gaat bijvoorbeeld guanine over in 8-oxoguanine
Chemische adducten die DNA dubbelhelix niet verstoren
spontane hydrolyse, deaminatie, oxidatieve DNA schade
fysische agentia
UV, gamma en rontgenstraling
Wat kan UV doen?
een cross-link aanleggen tussen 2 pyrimidines > pyrimidine dimeer of 6-4 fotoproduct
Base excise reparatie
- DNA glycosylase begint en knipt het baschadigde DNA weg, bijv OGG1. Dit katalyseert de hydrolyse van N-glycosyl verbinding tussen deoxyribose en 8-oxoguanine
- Er ontstaat een abasische plaats
- DNA glycosylase trekt de foute base naar buiten (base flipping) en wordt weggeknipt.
- AP endonuclease maakt een breuk aan de 5’ kant van de abasische site > enkelzijdige breuk
Waarvoor is BER
zorgt voor het herstel van kleine adducten zoals oxidatieve DNA schade
NER
zorgt voor herstel van grote adducten zoals UV-licht geinduceerde DNA schade
- repareert intrastreng crosslinks en DNA dubbele helix verstorende adducten
globaal genoom NER
herkent beschadigingen door het hele genoom
- eiwitcomplex scant op beschadigingen > bij laesie bindt een ander complex, RAD23B verdwijnt dan. Dat is een signaal voor TFIIH binding
transcript gekoppelde NER
herkent alleen beschadigingen in getranscribeerde streng van het DNA, vooral om celdood te voorkomen
- Als RNA polymerase vastloopt signaal, CSB en CSA nodig om te herkennen > transcriptie blok die componenten NER aantrekt TFIIH
NER na binding TFIIH
XPD en XPB zorgen met helicase dat DNA wordt ontbonden > XPA controleert of er ook echt een beschadiging is, zo ja knipt XPF aan 5’kant = point of no return, daarna door XPG aan 3’kant > DNA polymerase vult dit gat op > ligase lijmt dit
defecten globaal genoom NER
kanker
defecten transcriptie gekoppeld NER
vervroegde veroudering
xeroderma pigmentosum
defecten in NER systeem (globaal)
- zongevoelig, pigmentatie afwijking, cataract, droge huid, huidkanker
- autosomaal recessief
- door een mutatie in minstens 8 verschillende genen
cockayne syndroom
- zongevoelig, groeiachterstand, neurologische achteruitgang, netvliesafwijking, versnelde veroudering en vermaging
- CSA en CSB betrokken, kan met XP
- wel UV gevoelig maar geen huidkanker
- autosomaal recessief
- erger dan XP
niet-homolohe DNA eindverbinding
direct aan elkaar ligeren van twee uiteinden van een DNA breuk, geen template, onnauwkeurig
Vooral in G1 fase
K70/80
herkent een breuk in DNA
reparatie chemische adducten
NER en BER
reparatie intrastreng crosslinks
NER
reparatie interstreng crosslinks
HR
DNA streng breuken
BER, NHEJ, HR
basepair mismatch reparaties
MMR
SCID patienten
defect in niet homologe DNA eindverbinding kan resulteren in radiosensitiviteit
Homologe recombinatie
uitwisseling van DNA strengen tussen DNA moleculen, nauwkeurig herstel. Bij fase S en G2.
genen die coderen voor antilichamen
worden later in elkaar gezet dmv die breuken. Daarom is het niet erg dat het onnauwkeurig is, het vergroot de diversiteit aan immunoglobuline eiwitten
homologe recombinatie reparatie
vanaf 5’kant wordt DNA weggegeten > staart vanaf 3’kant > staart gaat op zoek naar identieke zusterchromatide > synthese en ligatie > resolutie verbonden zusterchromatiden
RAD51
belangrijk voor dubbelstrengs DNA breuk herstel door homologe recombinatie.
Het vormt een filament op de enkelstrengs staart en bevordert basepairing tussen gebroken en intact zusterchromatide.
Waardoor wordt het gedrag van RAD51 na ontstaan van DNA schade beïnvloed?
BRCA1 en BRCA2 eiwitten; deze zorgen ervoor dat RAD51 naar de plek van schade gaat > stapeling RAD51
fouten HR dubbelstrengs DNA breuk herstel kan leiden tot:
- homologe chromosoom als templatie: verlies heterozygositeit
- zusterchromatide als template: nauwkeurig herstel
fouten NHEJ dubbelstrengs DNA breuk herstel kunnen leiden tot
- homoloog chromosoom: interne chromosomale deletie > mogelijk verlies heterozygositeit
- tussen verschillende chromosomen: translocatie
Waarvoor is BRCA2 belangrijk?
genomische instabiliteit