Week 2 Flashcards
Welke DNA herstelmechanismen zijn er?
-BER
-NER
-Recombinatie herstel (HR, NHEJ)
-MMR
Wat voor schade wordt hersteld door BER?
-Uracil
-Abasische sites
-8-oxoguanine
-ssDNA breuken
Welke blootstellingen zorgen voor de schade die door BER hersteld wordt?
-Ioniserende straling
-Zuurstofradicalen
-Alkylerende stoffen
-Spontane reacties
Wat voor schade wordt hersteld door NER?
-6-4 fotoproducten
-Pyrimidine dimeren
-Bulky adducts
Welke blootstellingen zorgen voor de schade die door NER hersteld wordt?
-UV licht
-Polycyclische aromaten
Wat is het centrale dogma van de moleculaire biologie?
- RNA synthese (transcriptie)
- Eiwitsynthese (translatie)
Wat is de correlatie tussen kanker en leeftijd?
-Opeenstapeling mutaties (stochastisch)
-Ouderdomsziekte
-Kanker neemt va 60 exponentieel toe
Wat zijn de 2 hoofdgroepen mutaties?
Puntmutatie: kleine veranderingen op basepaar niveau
Chromosomale afwijkingen: grote veranderingen, waar te nemen op chromosomaal niveau
Wat voor puntmutaties zijn er?
- Transities (purine purine (A/G); pyrimidine pyrimidine (C/T))
- Transversies (purine pyrimidine of vice versa)
- Kleine inserties/ deleties
Wat voor chromosmale afwijkingen zijn er?
- Translocaties: stukken DNA tussen chromosomen uitgewisseld
- Amplificaties: genen vermenigvuldigen
- Deleties
- Numerieke afwijkingen: verandering aantal chromosomen
Wat zijn de oorzaken van DNA schade?
- Chemische instabiliteit (spontaan)
- Chemische verbindingen (veranderen spontaan)
- Biologische stoffen
- Fysische agentia
- Foutieve replicatie
Wat voor soort DNA beschadigingen kunnen ontstaan?
- Chemische adducten
- Intrastreng crosslinks
- Interstreng crosslinks
- DNA strengbreuken
- Basepaar mismatches
Welke reacties vinden plaats bij chemische instabiliteit?
- Spontane hydrolyse
- Deaminatie van basen
Hoe verloopt spontane hydrolyse?
- Hydrolyse van de N-glycosyl-verbinding tussen suiker en base-> leidt tot depurinatie, abasische suiker
- Leidt tot 1 bp deletie bij replicatie
Hoe verloopt deaminatie van basen?
- Aminegroep op cytosine verdwijnt: deaminatie. Leidt tot omzetting cytosine in een uracil-> verandering complementariteit
- Replicatie induceert mutatie. C->T (transitie)
Hoe vaak vindt spontane hydrolyse plaats?
~9000 per cel per dag
Hoe vaak vindt deaminatie van basen plaats?
~400 per cel per dag
Welke transities door deaminatie vinden nog meer plaats?
C->T
A->G
G->A
C->T
Welke biologische stoffen veroorzaken DNA schade?
- Endogene stoffen: zuurstofradicalen (geproduceerd door metabole processen, Reactive Oxygen Species ROS), oxidatieve DNA schade.
- Benzo(a)pyreen: aanwezig in sigarettenrook
Hoe veroorzaken zuurstofradicalen DNA schade?
- Guanine + ROS-> 8-oxoguanine (nieuwe groep)
- Verandering complementariteit (replicatie induceert mutatie): 8-oxo paart met adenosine. G->T transversie
Hoe vaak veroorzaken zuurstofradicalen DNA schade?
~400 per cel per dag
Welke chemische adducten verstoren de DNA dubbelhelix niet?
- Spontane hydrolyse
- Deaminatie
- Oxidatieve DNA schade
Hoe veroorzaakt benzo(a)pyreen DNA schade?
- Metabolisch geactiveerd: komt in cel terecht en wordt door een enzym omgezet in BPDE
- BPDE bindt aan DNA en veroorzaakt chemische adducten die de DNA dubbelhelix verstoren. Reageert vn met G residue, tegenover G-BPDE wordt een A residue ingebouwd, G-> T transversie
Hoe zorgen fysische agentia voor DNA schade?
UV zorgt voor intrestreng DNA beschadigingen. Intrastrengs cyclopyrimidine dimeren via crosslinks (CPD) en 6-4 fotoproduct
Hoe vaak komt DNA schade door fysische agentia voor?
75.000 beschadigingen / cel / dag
Welke excisie reparatiemechanismen zijn er?
- Base Excisie Reparatie (BER)
- Nucleotide Excisie Reparatie (NER)
Wat zijn de kenmerken van base excisie reparatie (BER)?
- Enzymatisch proces
- Herstel van kleine adducten (oxidatieve DNA schade; deaminatie van basen; ssDNA breuken)
Beschrijf de stappen van BER
- Herkenning DNA schade door schade-specifieke DNA glycosylase.
- Excisie DNA schade: AP-endonuclease herkent AP-site en maakt een knip in het DNA, AP-site wordt verwijderd
- Herstel (DNA polymerase en ligase)
Beschrijf de 1e stap van BER wat betreft deaminatie
Glycosylases scannen het DNA en herkennen vreemd nucleotide door ‘bas flipping’
Deaminatie: Uracil DNA glycosylase (UNG) verwijdert ongewenste uracil en laat een abasische plaats (AP zonder purine of pyrimidine) achter.
Beschrijf de 1e stap van BER wat betreft oxidatieve DNA schade
8-oxoguanine DNA glycosylase (OGG1) hydrolyseert de N-glycosyl verbinding tussen deoxyribose en 8-oxoG
Creert een abasische plaats (AP)
Wat zijn de kenmerken van nucleotide excisie reparatie (NER)?
-Herstel van grote adducten (cyclopyrimidine dimeren; 6-4 fotoproducten; bulky adducten)
-Traag proces
-30 eiwitten betrokken
Wat zijn de stappen van NER?
- Herkenning DNA schade
- Openen van omringende DNA om beschadigde streng te kunnen weghalen
- Verwijderen DNA-schade (en aangrenzende gebieden van dezelfde streng)
- Herstel door DNA synthese/ ligatie
Beschrijf de 1e stap van NER
- Genome-wide scanning (traag). Laesie herkend door groep van 3 eiwitten: XPC, CETN2, RAD23B
- Binden aan laesie
- Vervolgens controleert een ander eiwitcomplex (UV-DDB) wat de DNA schade is.
Beschrijf de 2e stap van NER
Als schade herkend is komt RAD23B los-> signaal voor andere groep eiwitten om te binden waaronder TFIIH (XPB, XPG, XPA, eiwitcomplex betrokken bij transcriptie, bindt aan promotoren-> dubbelstreng opent zodat RNA polymerase kan binden, dmv helicase eiwitten). Ook CAK subcomplex en RPA
Beschrijf de 3e stap van NER
DNA excisie: knip begin stukje DNA door XPF (5’), 2e knip door XPG (3’), dan stuk DNA verwijderd
Point of no return
Welke soorten NER zijn er?
- Globaal genoom NER (traag proces)
- Transcriptie gekoppeld NER
Hoe onderscheidt transcriptie gekoppeld NER zich van globaal genoom NER?
- Scanning door RNA pol II complex
- Alleen DNA reparatie getranscribeerde streng actieve genen
Beschrijf trancriptie gekoppeld NER
Tijdens transcriptie door RNA polymerase kan het geblokkeerd worden als er DNA schade is. Als het te lang geblokkeerd wordt kan dat leiden tot celdood. CSB herkent dat er een blokkade is, mbv CSA wordt transcriptiecomplex naar achter geduwd: backtracking, om DNA schade plek vrij te maken zodat het verwijderd kan worden mbv NER (stap 2)
Wat zijn de rollen van NER?
GG-NER: voorkomen mutaties
TC-NER: voorkomen celdood
Wat zijn de gevolgen van defect GG-NER?
Xeroderma pigmentosum (XP): autosomaal recessief
Oorzaak: ten minste 8 genen XPA, XPB,…XPG
Wat zijn de klinische symptomen van xeroderma pigmentosum?
- zongevoeligheid
- droge, harde huid
- pigmentatie afwijkingen
- cataract
- huidkanker (>1000x↑)
- versnelde neurologische achteruitgang
Hoe wordt xeroderma pigmentosum behandeld?
“Children of the Moon”
* rigoreuze bescherming tegen blootstelling aan UV- en zonlicht
* speciale beschermende kleding (ESA/ NASA)
* regelmatige dermatologische controle en behandeling (incl. chirurgie)
Wat zijn de gevolgen van een TC-NER defect?
Cockayne syndroom (CS): autosomaal recessief
Oorzaak: 2 genen CSA, CSB, smane met XP: XPB, XPD, XPG