DNA schade reparatie mechanismen Flashcards
Templates
Een template is een stuk DNA, wat wordt gebruikt als voorbeeld om het gemuteerde DNA te herstellen. Je hebt verschillende soorten:
complementaire DNA-streng, zusterchromatide of het homoloog chromosoom
complementaire DNA streng (herstel)
geschikt voor herstel van DNA-schade waarbij 1 van beide DNA strengen is beschadigd
Bij:
mismatched baseparen
intrastreng crosslinks
enkelstrengs DNA breuken
zusterchromatide/homologe chromosoom
geschikt voor herstel van DNA-schade waarbij beide DNA strengen zijn beschadigd
Bij: interstrengs DNA crosslinks en dubbelstrengs DNA breuken
zusterchromatide wordt gebruikt in G2-fase (DNA al gerepliceerd) en homologe chromosoom in G1-fase (nog niet gerepliceerd)
Base excisie reparatie (BER)
Voor herstel van kleine adducten= oxidatieve DNA-schade
Door ROS onstaat 8-oxoG
het enzym (OGG1/UNG of MAG) herkent dit , ze doet hydrolyse stap en knippen de gemuteerde base uit het DNA
enzym herkent het vreemde nucleotide door base flipping= beschadigde nucleotide staat al naar buiten in DNA en bindt aan katalitysch centrum dan enzym
Na het wegknippen van de bade hou je a-basische side o over.
AP-endonuclease knipt hier het DNA aan de 5’ kant open, nu enkelzijdige breuk
Dan long patch of short patch
long patch: DNA polymerase herstelt een stukje DNA, flap wat over is wordt later weggeknipt door endonuclease
short patch: DNA polymerase vult alleen stukje van a-basische side
ligase maakt daarna weer alles aan elkaar
Nucleotide excisie reparatie (NER)
Voor herstel van grote adducten=UV-geinduceerde DNA-schade
repareert: intrastreng crosslinks en DNA-dubbele helix verstorende adducten
Xeroderma pigmentosum (XP)
klinische symtomen:
zongevoeligheid, droge/harde huid, pigmentatie afwijkingen, cataract, kans huidkanker x2000, versnelde neurologische achteruitgang,
zeldzaam: 1:250.000 heeft het
autosomaal recessief overerfbaar
ergste symptoom is huidkanker, mensen moeten speciale kleding aan tegen de zon
en regelmatig dermatologische controle en behandeling
oorzaak: NER defect
er zijn ten minste 8 genen betrokken (XPA tot XPG)
globaal genoom NER
complex van eiwitten scant genoom op aanwezigheid van beschadigingen
bij beschadiging bindt complex en wordt DNA beetje ontbonden
RAD23B eiwit laat los –> signaal voor TF2H complex (XPB en XPD) om te binden
dit is transcriptiefactor die ervoor zorgt dat er ter plekke transcriptie kan plaatsvinden
xpb en xpd zitten ook in het complex en zorgen voor ontwinden van DNA.
DNA helicase: maakt knip aan 5’ kant van leasie
RPA eiwit beschermt het ongeschonden DNa
XPG: maakt knip aan 3’ kant van leasie
nu is stuk van ongeveer 20-30 nucleotide weggeknipt
Nu heb je template voor herstel en kan DNA polymerase het opvullen en ligase kan het aan elkaar binden
cockayne syndroom (CS)
klinische symptomen:
zongevoeligheid, groei achterstand, neurologische achteruitgang, netvliesafwijkingen, versnelde veroudering, GEEN huidkanker
zeldzaam: 1:250.000
recessief overerfbaar
oorzaak: NER defect
2 genen: CSA en CSB
soms samen met XP: XPB, XPD en XPG
ziekte is veel ernstiger dan XP (patienten leven gemiddeld 12 jaar)
Verschil XP en CS
bij globaal genoom NER defecten (voorkomen mutaties) krijgt je XP= kanker
bij transcriptie gekoppeld NER(voorkomen celdood) krijg je CS= versnelde veroudering
Herstel van dubbelstrengs DNA breuken
2 manieren:
-Niet-homologe DNA eindverbinding–> direct aan elkaar ligeren van 2 uiteinden van een DNA breuk
is onnauwkeurig want gebruikt geen template
-Homologe recombinatie–> uitwisseling van DNA strengen tussen DNA moleculen
is nauwkeurig herstel, want gebruikt het zusterchromatide
Niet-homologe DNA-eindverbindingen
ligeert DNA gelijk weer aan elkaar na breuk, zonder template
bij celdeling kunnen dsDNA breuken ontstaan
kan dit leiden tot fragmentiele chromosomen en verlies van genen
KU70/80 herkent breuk, dan bindt complex van 4 eiwitten en worden stukken weer aan elkaar gemaakt door ligase
als je hierin defect hebt, ben je radiosensitief (want radiostraling zorgt voor dubbelstrengs DNA breuken)
Door de onnauwkeurigheid van dit, vergroot de diversiteit aan antilichamen waardoor er een hoge variabiliteit aan immunoglobuline eiwitten ontstaan.
Homologe recombinatie
Cellen hebben 2 homologe chromosomen (1 van moeder en 1 van vader) met dezelfde informatie erop
tijdens replicatie maak je van allebei 2 nieuwe–> je hebt dan 2 identieke zusterchromatide maternaal en paternaal
Endonuclease herkennen dubbelstrengsbreuk en zorgen dat er 2 enkelstrengse staartjes komen in DNA met breuk
Dit enkelstrengs DNA paart met dezelfde base van de identieke en intacte zusterchromatide
daarna synthese van het ontbrekende DNA en ligatie van gebroken strengen
nucleases knippen verbonden zusterchroatide los
nu heb je 2 dubbelstrengs DNA strengen met bases van beide zusterchromatide, dit is goed terug te zien in karyogram
invloed RAD51 en BRCA1 en BRCA2
RAD51 eiwitten binden aan te enkelstrengs staarten en helpt de het stukje enkelstrengs DNA om te binden aan de complementaire streng van de zusterchromatide
BRCA1 en BRCA2 zorgen ervoor dat RAD51 naar plek van schade gaat. DNA-schade induceert ophoping van RAD51
BRCA1 en BRCA2 zijn vaak gemuteerd –> geen RAD51–> DNA breuken worden verkeerd aan elkaar gezet–> (borst)kanker
Dan is er genomische instabiliteit. Er zijn veel translocaties, omdat HR niet meer werkt
Fouten bij HR dubbelstrengs DNA breuk herstel –> genomische instabiliteit
binnen een homoloog chromosoom
Als er bij HR het homologe chromosoom wordt gebruikt als template, dan is er mogelijk verlies van heterozygositeit
Dit komt doordat dit voor grote interne deleties van stukken DNA kan zorgen
dit geeft problemen als er een defect tumor supressor gen opeens alleen overblijft (zonder dat je op andere chromosoom een normaal gen hebt)
Fouten bij HR dubbelstrengs DNA breuk herstel –> genomische instabiliteit
tussen verschillende chromosomen
Als breuken verkeerd aan elkaar worden gezet leidt dit tot translocaties–> verlies van heterozygositeit
dit is het geval bij chronische myeloïde leukemie
t9;22 translocatie
