week 2 Flashcards
Wat voor ziekte is kanker?
Opeenstapeling mutaties (stochastisch)
Kanker = ouderdomsziekte, vanwege opstapeling mutaties
Wat zijn puntmutaties?
- Kleine veranderingen op basepaar niveau
- Transities (purine –> purine (A/G); pyrimidine –> pyrimidine (C/T)) (A wordt G of C wordt T bv)
- Transversies (purine –> pyrimidine of vice versa)
- Kleine inserties/deleties
Wat zijn chromosomale afwijkingen?
- Grote veranderingen; waar te nemen op chromosomaal niveau
- Translocaties
- Amplificaties
- Deleties
- Numerieke afwijkingen
Wat kunnen de oorzaken zijn van DNA schade?
- Chemische instabiliteit
- Chemische verbindingen
- Biologische stoffen
- Fysische agentia
- Foutieve replicatie
Wat voor soort DNA beschadigingen zijn er?
- Chemische adducten
- Intrastreng crosslinks
- Interstreng crosslinks
- DNA strengbreuken
- Basepaar mismatches
Wat gebeurt er bij deaminatie van basen?
–> verandering complementariteit (replicatie induceert mutatie)
Welke chemische adducten verstoren de DNA dubbelhelix niet?
- Spontane hydrolyse
- Deaminatie
- Oxidatieve DNA schade
Wat zijn endogene stoffen?
- Endogene stoffen: zuurstof; oxidatieve DNA schade
Zuurstofradicalen: geproduceerd door metabole processen (energie productie)
Reactive Oxygen Species (ROS)
Wat is benzo(a)pyreen?
- Benzo(a)pyreen: aanwezig in sigarettenrook
Metabolisch geactiveerd: wordt omgezet in cellen in benzo(a)pyreen diol epoxide (BPDE) –> dit is de boosdoener –> kan binden aan DNA
Dit leidt dus weer tot verandering in complimentariteit (replicatie induceert mutatie)
Wat zijn de kenmerken van BPDE?
- Veroorzaakt chemische adducten die de DNA dubbelhelix verstoren
- BPDE reageert voornamelijk met G residue
- Tegenover G-BPDE wordt een A residue ingebouwd (ipv C)
- Veroorzaakt dus puntmutatie
Wat doet UV?
UV: intrastreng DNA beschadigingen door straling
UV veroorzaakt pyrimidine dimeren –> intrastreng, dus binnen 1 streng
Welke 2 soorten excisie (uithalen) reparatie mechanismen zijn er?
- Base Excisie Reparatie (BER)
- Nucleotide Excisie Reparatie (NER)
Wat is BER?
- Enzymatisch proces
- Herstel van kleine adducten (oxidatieve DNA schade, deaminatie van basen, ssDNA breuken)
Welke 3 stappen zijn er in de DNA schade reparatie?
- Herkenning DNA schade (DNA glycosylase)
- Excisie DNA schade (DNA glycosylase & AP-endonuclease)
- Herstel (DNA polymerase en ligase)
Wat houdt stap 1 van de DNA schade reparatie in?
DNA schade herkent door een schade-specifieke DNA glycosylase
* Deaminatie: uracil DNA glycosylase (UNG)
* UNG verwijdert ongewenste uracil
* Creëert een abasische plaats (AP) (plaats zonder een purine of pyrimidinebase)
Wat doen glycosylases?
- Glycosylases scannen het DNA
- Herkenning vreemd nucleotide door ‘base flipping’
Wat doet OGG1?
Oxidatieve DNA schade: 8-oxoguanine DNA glycosylase (OGG1)
* OGG1 hydrolyseert de N-glycosyl verbinding tussen deoxyribose en 8-oxoG * Creëert een abasische plaats (AP)
Hoe gaat BER?
- DNA schade herkent door een schade-specifieke
DNA glycosylase; creëert een abasische plaats - Endonuclease herkent AP-site en maakt een
knip in het DNA; AP-site wordt verwijdert. - Herstel: DNA polymerase en ligase
Wat is NER?
Herstel van grote adducten (cyclopyrimidine dimeren; 6-4 fotoproducten; bulky adducten)
Wat zijn de stappen van NER?
- Herkkenning van de DNA schade
- Openen van omringende DNA
- Verwijderen DNA schade (en aangrenzende gebieden van dezelfde streng)
- Herstel: DNA synthese/ligatie
Hoe wordt de dubbel helix geopend?
Dan komen eiwitten zoals XPG om een knip te maken in het DNA –> DNA schade weggehaald
Daarna hersteld door ligase
Maar er kan ook gebeuren dat de transcriptie geblokkeerd wordt –> zie rechterplaatje
Alle complexen terugduwen zodat DNA schade weer kan worden hersteld
Wat is XP en wat zijn de klinische symptomen?
Xeroderma pigmentosum (XP): autosomaal recessief
Wat zijn de klinische symptomen van XP?
* Zongevoeligheid
* Droge, harde huid
* Pigmentatie afwijkingen
* Cataract
* Huidkanker (>1000x↑)
* Versnelde neurologische achteruitgang
Wat is de oorzaak van XP?
- Ten minste 8 genen XPA,XPB,.. XPG
Hoe worden kinderen met XP genoemd en wat moeten ze allemaal doen?
Kinderen met XP worden ook wel ‘children of the moon’ genoemd
* rigoreuze bescherming tegen blootstelling aan UV- en zonlicht * speciale beschermende kleding (ESA/ NASA * regelmatige dermatologische controle en behandeling (incl. chirurgie) * Camp Sundown
Wat is CS en wat zijn de klinische symptomen?
Cockayne syndroom (CS): autosomaal recessief
Wat zijn de klinische symptomen van CS?
* Zongevoeligheid
* Groei achterstand
* Neurologische achteruitgang
* Netvliesafwijkingen
* Versnelde veroudering
* GEEN huidkanker
Wat is de oorzaak van CS?
- Mutatie in 2 genen CSA, CSB
- Samen met XP: XPB,XPD, XPG
Hoe worden DNA beschadiginen hersteld?
- ‘templates’ voor DNA schade herstel
- Belangrijk voor nauwkeurig herstel
- We kunnen de complementaire DNA streng gebruiken als template
- Of zusterchromatide (in meeste gevallen gebruikt, alleen in S of G fase, wanneer DNA al gedupliceerd is)
- Homologe chromosoom
Welke 2 mechanismen heb je om dubbelstrengs DNA breuken te herstellen?
Je hebt niet-homologe DNA eind verbinding en homologe recombinatie om dubbelstrengs DNA breuken te herstellen
Welke 2 fundamenteel verschillende manieren zijn er om dubbelstrengs DNA breuken te herstellen?
- Niet-homologe DNA eindverbinding –> direct aan elkaar ligeren van de twee uiteinden van een DNA breuk, gebruikt geen ‘template’ –> onnauwkeurig herstel
- Homologe recombinatie –> uitwisseling van DNA strengen tussen DNA moleculen, gebruikt voornamelijk het zusterchromatide –> nauwkeurig herstel (vnw gebruik template)
Wat zijn kenmerken van niet-homologe DNA eindverbinding?
- KU70/80 herkent DNA breuk
- Samen met DNA-PKcs en ligases maakt het de breuk weer aan elkaar –> leidt tot kleine deletie
Een defect in niet-homologe DNA eindverbinding kan resulteren in radiosensitiviteit bv SCID patiënten (severe combined immune deficiency)
Wat zijn de kenmerken van antilichamen en niet-homologe DNA eindverbinding?
- Chromosomale organisatie van het immunoglobuline locus
- Een B cel specifiek eiwit, RAG1/RAG2 introduceert DNA dubbelstrengs breuken in het immunoglobuline locus
- Niet-homologe DNA eindverbinding koppelt D en J segmenten
- Niet-homologe DNA eindverbinding koppelt V en DJ segmenten
- De onnauwkeurigheid van niet-homologe DNA eindverbinding vergroot de diversiteit aan antilichamen
Wat zijn homologe chromosomen?
Twee vergelijkbare maar niet identieke kopieën van elk chromosoom
Na replicatie (onderdeel celcyclus) per chromosoom twee identieke zusterchromatiden
Hoe verloopt herstel door homologe recombinatie?
Dubbelstrengse DNA breuk –> breuk herkenning en verwerking tot enkelstrengs ‘staart’ –> base paring tussen gebroken en identieke intacte zusterchromatide –> synthese ontbrekend DNA en ligatie van gebroken strengen –> resoluctie van verbonden zusterchromatiden –> RAD51 eiwitmoleculen vormen een filament op de enkelstrengs ‘staart’ –> het RAD51 eiwitfilament bevordert baseparing tussen het gebroken en intacte zusterchromatide –> het gedrag van RAD51 na het ontstaan van DNA schade wordt beïnvloed door de BRCA1 en BRCA2 eiwitten
Wat vertonen BRCA2 deficiënte cellen?
BRCA2 deficiente cellen vertonen een verhoogde frequentie van chromosomale afwijkingen
BRCA2 is belangrijk voor genomische stabiliteit