H2.1: DNA schade en reparatie: deel 1 Flashcards
welke twee grote groepen mutaties zijn er?
- puntmutaties
- chromosomale afwijkingen
puntmutaties
kleine veranderingen op basepaarniveau
drie soorten puntmutaties
- transitie
- transversie
- kleine inserties/deleties
chromosomale afwijkingen
grote veranderingen, waar te nemen op chromosomaal niveau
verschillende chromosomale afwijkingen
- translocaties: stukje van het ene chromosoom gaat naar het andere
- amplificaties: 1 gen dat bv 50 keer wordt gerepliceerd
- deleties: een groot stuk van chromosoom valt weg
- numerieke afwijkingen: bv meer chromosomen dan normaal
oorzaken van DNA-schade
- chemische instabiliteit
- chemische verbindingen
- biologische stoffen
- fysische agentia (zoals zonlicht)
- foutieve replicatie
wat voor soort DNA-beschadigingen?
- chemische adducten: een stof die bindt aan de nucleotide
- intrastreng crosslinks: 2 nucleotiden binnen 1 streng double helix die een binding maken
- interstreng crosslinks: 2 nucleotiden uit 2 andere strengen die binden
- DNA strengbreuken: kunnen enkel of dubbel zijn
- basepaar mismatches
chemische instabiliteit voorbeelden
- spontane hydrolyse
- deaminatie van basen
spontane hydrolyse
de verbinding tussen de suiker en de base wordt verbroken => leidt tot depurinatie => leidt tot basepaar deletie: er mist 1 nucleotide dus bij replicatie wordt daar ook niks ingebouwd
deaminatie van basen
leidt tot omzetting van cytosine naar uracil: dit hoort niet in DNA, maar in RNA. hierdoor heb je dus een mutatie. dit veroorzaakt op een bepaald uiteindelijk punt een mutatie van transitie van C naar T
(bijvoorbeeld, kan bij alle letters gebeuren)
biologische stoffen
- endogene stoffen: zuurstof: oxidatieve DNA schade
- benzo[a]pyreen: in sigarettenrook
oxidatieve DNA-schade
zuurstofradicalen worden geproduceerd bij energie productie: ROS (reactive oxygen species)
ROS kan een oxidatieve reactie veroorzaken waardoor er een zuurstofatoom wordt toegevoegd. zo wordt guanine bv 8-oxoguanine.
==> mutatie (punt)transversie)
chemische adducten die de DNA dubble-helix NIET verstoren
- sponotane hydroyse
- deaminatie
- oxidatieve DNA-schade
benzo[a]pyreen: in sigarettenrook
dit wordt in de cel pas schadelijk doordat het metabolisch wordt geactiveerd: het wordt omgezet in benzo[a]pyreen diol epoxide (BPDE)
heeft potentieel om te binden aan het DNA aan guanine: bulkadduct (omdat het een grote stof is)
hierdoor gaat G aan A binden ==> mutatie! (transversie)
BPDE
- veroorzaakt chemische adducten die de DNA dubbelhelix verstoren
- BPDE reageert voornamelijk met G residue
- tegenover G-BPDE wordt een A residue ingebouwd
fysische agentia
- UV
UV-straling
het crosslinkt twee pyrimidine: cytosine en thionine. hierdoor krijg je dimeren ; cyclisch (CPD) of een 6,4-fotoproduct
kan in CC, CT, TC, TT
dus het veroorzaakt PYRIMIDINE DIMEREN. dit gebeurt INTRASTRENG
we hebben twee soroten excisie reparatie mechanismen
- base excisie reparatie (BER)
- nucleotide excisie reparatie (NER)
base excisie reparatie (BER)
- enzymatisch process
- herstel van kleine adducten (oxidatieve DNA-schade; deaminatie; ssDNA breuken
DNA reparatie stappen
herkenning => excisie => herstel
hoe werkt van BER de herkenning?
via eiwit DNA glycosylase
verschillende DNA glycosylases
- voor deaminatie: uracil DNA glycosylase
- voor oxydatieve DNA-schade: 8-oxoguanine DNA-glycosylase
uracil DNA glycosylase
herkent fout en kan uracil groep verwijderen. dan hou je een suiker met een abasische site over.
glycosylases
- scannen DNA
- herkenning vreemd nucleotide door ‘base flipping’
8-oxoguanine DNA-glycosylase
zelfde mechanisme
BER stappen
- DNA-schade herkend door een schade-specifieke DNA glycosylase. dit creeert een abasische plaats (AP)
- endonuclease herkent AP-site en maakt een knip in het DNA. AP-site wordt verwijderd.
- herstel: DNA polymerase en ligase
nucleotide excisie reparatie (NER)
herstel van grote adducten (cycopyrimidine dimeren; 6-4 fotoproducten; bulky adducten)
NER stappen
1: herkenning
2: openen van omringd DNA
3: verwijderen
4: herstel
mogelijkheid 1 voor NER (globaal genoom, traag proces)
bij het herkennen recruteren NER een groep andere eiwitten; UV-DDD. die checkt extra of alles goed is. als deze losgaat, is het een signaal voor een complex eiwit om te binden aan de promotor en deze openen de helix.
hierna zijn er eiwitten die een knip maken in het DNA aan beide kanten van de schade. en alles wordt weer gevuld ect.
mogelijkheid 2 voor NER (transcriptie gekoppeld NER)
bij een of andere error??? dit stuk snap ik niet. wanneer alles vastloopt vgm zorgen bepaalde eiwitcomplexen ervoor dat dat het DNA weer terug wordt geduwd zodat het ook kan worden gerepareerd.
NER manieren
IN DOCU!!!
verschil tussen die twee NER zit in…
herkenning:
genome wide door: XPC/RAD23B
trancriptie door: RNA pol II
xeroderma pigmentosum (XP)
autosomaal recessieve ziekte
XP symptomen
- zongevoeligheid
- droge harde huid
- pigmentatie afwijkingen
- suuuuper grote kans op huidkanker
- versnelde neurologische achteruitgang
XP oorzaak
ten minste 8 genen mogelijk betrokken
als er 1 gemuteerd is dan kan de schade door uv niet meer worden hersteld zo makkelijk
cockayne syndroom (CS)
autosomaal recessieve ziekte
CS symptomen
- zongevoeligheid
- groeiachterstand
- neurlogische achteruitgang
- netvliesafwijkingen
- versnelde veroudering
- GEEN huidkanker
CS oorzaak
mutatie in 2 genen: CSA en CSB
dat zijn net de twee genen doe horen bij een eiwit dat betrokken is bij transcriptie gekoppelde NER.
op een gegeven moment omdat er zo veel cellen in apoptose gaan door fouten verminderd je poule van stamcellen waardoor ze sneller oud worden (dit even opzoeken in slim of internet ofzo)
purine
A en G
pyrimidine
C en T
wat repareert BER?
- oxidatief
- deaminatie
- enkelstrengs DNA breuken
wat repareert NER?
- CPD
- 6,4-foto producten
- bulky adducten
soorten DNA glycosylases
- uracil DNA glycosylase; voor deaminatie
- 8-oxoguanine DNA-glycosylase; oxidatieve DNA-schade
hoe herkennen DNA-glycosylases schade?
dmv base flipping
BER mechanisme
- DNA-schade wordt herkend door specifieke glycosylase
- er ontstaat een abasische plaats (AP)
- endonuclease herkent AP
- endonuclease maakt een knip in het DNA die de AP verwijdert
- DNA wordt hersteld dmv DNA-polymerase en ligase
