HC.1 DNA-schade en reparatie: deel 1 Flashcards
Wat is het centrale dogma van de moleculaire biologie?
Het centrale dogma van de moleculaire biologie stelt dat informatie overgedragen kan worden van nucleïnezuren (DNA en RNA) naar eiwitten, maar niet andersom.
Wat zijn puntmutaties?
kleine veranderingen op basepaar niveau
Noem drie puntmutaties
- transitie/stille mutatie: verandert wel een base maar aminozuur blijft hetzelfde (purine blijft purine, pyrimidine blijft pyrimidine)
- Transversie mutatie: Purine naar pyrimidine (en vv)
- Deletie: een of enkele baseparen
Kan leesraam veranderen, kan stopcodon worden, functie en structuur eiwit beïnvloeden - insertie: een of meer baseparen
Als aantal kan delen door drie, geen leesraam verschuiving
Noem twee soorten traversie mutaties?
- nonsense mutatie: codon wordt omgezet in stopcodon
- missense mutatie: aminozuur verandering in eiwit
Waartoe kunnen chromosomale afwijkingen leiden?
CIN fenotype = chromosomale instabiliteit
Noem 4 chromosoomafwijkingen
- translocaties: uitwisseling chromosoom strengen
- amplificaties: vermeerdering van een mutatie
- Deleties: stukken DNA verloren door dubbelstrengsbreuk op twee plekken
- Nummerieke afwijkingen: te veel of te weinig kopieën van een chromosoom = aneuploidie
Welke twee soorten translocaties heb je bij chromosoomafwijkingen?
- gebalanceerd: geen DNA verloren
- ongebalanceerd: wel DNA verloren
Hoe is een translocatie te zien (chromosoom)?
bij kleuring op een karyogram
Wat is het gevolg van een translocatie (chromosoom)?
Fusie-gen met fusie-eiwit met nieuwe functies, versterkte functie (overexpressie) of verloren functies
Gen volledig naar ander chromosoom met andere promotor waardoor veranderde activiteit
Noem een voorbeeld van een amplificatie en het gevolg hiervan (chromosoom)
DHFR-gen zorgt voor productie thymidine (nodig voor celgroei)
Methotrexaat is remmer van DHFR (cel dood)
Bij amplificatie van dit gen zal het effect van de methotrexaat teniet worden gedaan
Hoe kan een stuk DNA verloren gaan?
Door twee breuken binnen een chromosoom
Wat zijn de gevolgen van een deletie (chromosoom)?
Verlaagde Genexpressie van een eiwit
Verlies van heterozygositeit (LOH)
Wat is verlies van heterozygositeit?
Als het gezonde alles verloren is waardoor alleen het gemuteerde allel kan worden vermeerderd
Wat kan het gevolg zijn van aneuploidie?
over- of onderexpressie van een eiwit
LOH > het vermogen tot tumorsuppressie kan verloren gaan
Wat zijn epigenetische veranderingen?
Functionele veranderingen in het genoom die niet het gevolg zijn van een mutatie
Noem twee manieren van DNA-schade door chemische instabiliteit?
- spontane hydrolyse van N-glycosyl verbinding tussen suiker en base
- Spontane deaminiatie van basen
Wat hou je over bij spontane hydrolyse?
gedepurineerde suiker met een abasische site
Wat is het gevolg van een gedepurineerde suiker?
Bij de replicatie van het DNA wordt de abasische site overgeslagen waardoor er een deletie van 1 basepaar plaatsvindt
Hoe vaak gebeurt spontane hydrolyse en hoe vaak gebeurt spontane deaminatie?
- 9000x per cel per dag
- 400x per cel per dag
Wat gebeurt er bij deaminatie?
Een aminogroep verdwijnt van een base
Noem een voorbeeld van deaminatie en wat is het gevolg hiervan?
Cytosine verandert door deaminatie in Uracil
Bij replicatie wordt hiertegenover een adenine ingebouwd. Bij nog een keer replicatie wordt er een thymine ingebouwd. Er heeft dan een transitie mutatie plaatsgevonden (pyrimidine naar pyrimidine) en verandering in complementariteit
Welke twee soorten biologische stoffen die DNA kunnen beschadigen heb je?
- Endogene stoffen
- Exogene stoffen
Noem een voorbeeld van een beschadigende endogene stof?
ROS (zuurstofradicalen)
Waarbij komen zuurstof radicalen vrij?
Bij metabole processen voor energieproductie
Wat kan het gevolg van zijn ROS op het DNA?
guanine gaat over in een 8-otoguanine. Dit paart met een adenine. Na replicatie is de G verandert in een T = transversie mutatie
Hoe vaak tast ROS guanine aan?
400x per dag per cel
Noem een voorbeeld van een exogene stof die DNA-schade kan veroorzaken?
Aflatoxine (aspergillus) geproduceerd door een schimmel (veel op pinda en mais)
Wat doet aflatoxine om het DNA te beschadigen?
Tijdens de replicatie hangt het als een grote verstorende groep aan de binnenkant van de dubbele helix
Verhoogd risico op HCC
Noem een voorbeeld van een DNA-beschadigende exogene stof die rokers binnenkrijgen en wat er gebeurt zodat het schadelijk is
Benzo(a)piren
Wordt geïnhaleerd > enzymen veranderen het in BPDE > kan binden aan het DNA > erg schadelijk doordat het chemische adducten veroorzaakt die de dubbele helix verstoren
Noem twee voorbeelden van fysische agentia
- UV-licht
- ioniserende straling = gamma of röntgen
Wat is het gevolg van UV-licht op het DNA?
2 intrastreng crosslinks waardoor pyrimidine dimeer
1 intrastreng crosslink waardoor 4,6 fotoproduct
Wat is het gevolg van ioniserende straling op het DNA?
Dubbel strengs breuken
Hoe vaak beschadigen fysische agentia cellen?
totaal 75 000x per dag per cel
Wat kan cisplatine voor schade toebrengen aan het DNA?
- chloorgroep binden aan guanine > mono-addict
- chloorgroepen binden aan 2 guanines naast elkaar > intrastreng crosslink
- Chloorgroepen binden aan 2 guanines in de andere streng > interstreng crosslink
Noem het DNA reparatiemechanisme voor het herstel van kleine adducten?
BER = base excisie reparatie
Wat voor soort mechanisme is BER?
Enzymatisch
Er heeft oxidatieve schade aan het dna plaatsgevonden. Wat gebeurt er?
Glycosylases scannen constant langs dna
1. Herkenning schade door DNA schade specifieke glycosylase en blijven hierop hangen
2. De glysylase maakt een abasische site (gedepurineerde suiker) door katalysatie van de hydrolyse en trekt de verkeerde base naar buiten = base flipping
3. Endonucleases herkennen dit abasische site, maakt knip in dna aan 5’ kant en de suiker zonder base wordt verwijderd (enkelstrengs dna breuk)
4. Dna polymerase gaat weer de juiste nucleotide inbouwen
5. Ligase maakt stukken weer aan elkaar
Er heeft dna schade opgereden door grote adducten. Welk reparatiemechanisme zal in werking treden?
NER = nucleotide excisie reparatie
Noem 3 voorbeelden van een dna glycosylase
- OGG1 8-oxoguanine glycosylase
- UNG uracil dna glycosylase
- MAG 4-methyladenine glycosylase
Door uv-straling zijn twee pyrimidines gecrosslinkt geraakt. Wat is een eerste reparatie mechanisme hiervoor?
Globaal genoom NER
1. Een eiwitcomplex met oa XPC scant het dna en blijft hangen op een laesie (die helix verstoort)
2. Er bindt nog een eiwitcomplex met oa transcriptie factor IIH
3. XPD, XPB en TFIIH met helicase ontwinden het dna ter plekke
4. XPA controleert of echt laesie
5. XPF maakt knip aan 5’ kant
Point of no return
6. XPG maakt knip aan 3’ kant
7. Stukje dna wordt verwijderd (20-30 nucleotiden)
8. Dna polymerase vult gap op
9. Dna Ligase maakt aan elkaar
Tijdens de transcriptie zijn Door uv-straling twee pyrimidines gecrosslinkt geraakt. Wat is een reparatie mechanisme hiervoor?
Transcriptie gekoppelde NER
1. Dna schade op streng waar transcriptie op plaatsvindt
2. Blok transcriptie > stress > als te lang dan apoptose
3. CSB en CSA eiwitten herkennen
4. Rna polymerase II bindt en duwt complex naar achter
5. XPD, XPB en TFIIH met helicase ontwinden het dna ter plekke
5. XPA controleert of echt laesie
6. XPF maakt knip aan 5’ kant
Point of no return
7. XPG maakt knip aan 3’ kant
8. Stukje dna wordt verwijderd (20-30 nucleotiden)
9. Dna polymerase vult gap op
10. Dna Ligase maakt aan elkaar
Noem een ziekte met een fout in het dna reparatie systeem, welk systeem is dit, wat gebeurt er en wat is het gevolg?
XP= xeroderma pigmentosum
Fout in globaal genoom NER
Patiënten krijgen snel kanker
Children of the moon
Wat is het probleem bij XP?
Mutaties in XPA tm XPG genen (8)
Fouten worden niet meer gerepareerd waardoor op den duur kanker ontstaat
Wat is de overerving van XP?
Autosomaal recessief
1 op 250 000 mensen
Wat zijn klachten bij XP?
Extreme zongevoeligheid
Pigmentatie afwijkingen
Cataract (hoornvlies beschadigd)
Droge en harde atrofische huid
Huidkanker kans is > 2000x vergroot
Versnelde neurologische achteruitgang
Hoe behandelen we XP?
Beschermende kleding (tegen huidkanker) ESA/NASA
Derma controles regelmatig
Chirurgie, chemo
Noem nog een ziekte met een fout in het dna reparatie systeem, welk systeem is dit, wat gebeurt er en wat is het gevolg?
CS = cockayne syndrome
In transcriptie gekoppelde NER
Versnelde veroudering
Wat is het probleem bij CS?
Mutaties in CSA en CSB
Voor herkenning en helpen complex wegduwen
Wat is de overerving van CS?
Recessief
1 op 250 000 mensen
Wat is de pathofysiologie van CS?
Het dna polymerase kan niet verder bij een beschadiging waardoor de cel niet meer kan delen en hij in apoptose gaat
Dit leidt tot snelle veroudering van organen
Als dit vaak gebeurt sterven ook de stamcellen (geen pool meer) van organen af met orgaandysfunctoe als gevolg
Wat is de prognose van CS?
Verloopt heel ernstig
Patiënten leven gemiddeld 12 jaar
Kan bij CS ook XP optreden?
Ja
Wat zijn klachten van CS?
Zongevoeligheid
Groeiachterstand
Neurologische achteruitgang (de-myelinisatie)
Netvliesafwijkingen
Versnelde veroudering
Vermagering
Waarvoor wordt NER gebruikt?
Grote adducten
- intrastreng crosslinks
- DNA-dubbele helix verstorende adducten
Herkennen van helix verstorende mutaties
