Week 2 HC 1: DNA schade en reparatie: deel 1 Flashcards
Kanker en leeftijd
Kanker is ziekte van de genen
Opeenstapeling van mutaties = stochastisch
Kanker = ouderdomsziekte
2 soorten mutaties
Puntmutaties: kleine verandering op basepaar niveau
- Transities (aminozuur blijft hetzelfde)
- Transversies (wisseling van aminozuur)
- Kleine inserties/ deleties
Chromosomale afwijkingen: grote veranderingen; waar te nemen op chromosomaal niveau
- Translocaties
- Amplificaties
- Deleties
- Numerieke afwijkingen
Oorzaken van DNA schade
Foutieve replicatie
Chemische instabiliteit
Chemische verbindingen
Biologische stoffen
Fysische agentia
Chemische instabiliteit
Spontane hydrolyse:
- Door hydrolyse van N-glyscosylverbindingen tussen suiker en base gaat deze verloren
- Aan suiker zit geen base meer (= abasische site)
- Dit heet nu een gedepurineerde suiker
- Bij replicatie DNA wordt deze site overgeslagen en ontstaat er een deletie van dit basepaar
Deaminatie van basen:
- Een aminogroep verdwijnt van de base
- Bijv omzetting van cytosine in een uracil
- Hierdoor ontstaat transitie bij replicatie
- Er ontstaat een verandering in complementariteit
Biologische stoffen
Endogene stoffen: zuurstof
- Oxidatieve DNA schade
- Zuurstofradicalen geproduceerd door metabole processen: Reactive OXygen Species (ROS)
- Door ROS gaat guanine over in 8-oxoguanine –> ipv cytosine, adenosine tegenover
- Replicatie –> transversie
- Verandering complementariteit
Fysische agentia
Intrastreng DNA beschadigingen door straling
- Ioniserende straling en UV
- UV kan crosslinks aanleggen tussen twee pyrimidines waarbij CPD of 6-3 fotoproduct gevormd wordt
- Rontgenstraling kan leiden tot onstaan van breuken in beide DNA-helixes (dubbelstrengs DNA-breuk)
5 Soorten DNA beschadigingen
Chemische adducten
Intrastreng crosslinks (binnen 1 streng)
Interstreng crosslinks (tussen 2 strengs)
DNA strengbreuken
Basepaar mismatches
Chemische adducten, 2 soorten
Adducten die DNA-dubbele helix verstoren:
- Benzo[a]pyreen
- Metabolische geactiveerd: wordt omgezet in Benzo[a]pyreen diol epoxide (BPDE)
- Dit veroorzaakt chemische adductie die DNA dubbelhelix verstoren
Adducten die DNA-dubbele helix niet verstoren
- Spontane hydrolyse (Chemische instabiliteit)
- Deaminatie (Chemische instabiliteit)
- Oxidatieve DNA schade (Biologische stoffen)
2 Excisie reparatie mechanismen
Base Excisie Reparatie (BER)
Nucleotide Excisie Reparatie (NER)
Base Excisie Reparatie (BER):
- Bij welke schade?
- 3 Stappen
Enzymatische process
Herstel van kleine adducten
- Oxidatieve DNA schade
- Deaminatie van basen
- ssDNA breuken
Stap 1: Herkenning DNA schade
- DNA glycosylase herkent DNA schade
- Bijv. Uracil DNA glycosylase (UNG) –> verwijdert ongewenst uracil –> creert een abasische plaats (AP)
- AP = plaats zonder purine of pyrimidinebase
- Glycosylases scannen DNA –> herkennen vreemd nucleotide door base flipping (base wordt naar buiten gekeerd)
- OGG1 is een ander voorbeeld, creert ook AP
Stap 2: Excisie DNA schade
- Endonuclease herkent AP-site en maakt een knip in DNA –> AP site wordt verwijdert
Stap 3: Herstel
- Dmv DNA polymerase en ligase
Nucleotide Excisie Reparatie (NER)
Bij bijvoorbeeld UV-licht geinduceerde DNA-schade
- Er ontstaat een crosslink tussen de strengen
Herstel van grote adducten
- Cyclopyrimidine dimeren (CPD)
- 6-4 fotoproducten
- Bulky adducten
Stap 1: herkennen van de DNA schade
Stap 2: Openen van omringende DNA
Stap 3: DNA schade verwijderen
Stap 4: Herstel; DNA synthese en ligatie
Globaal genoom NER:
- Herkent schade door heel genoom heen
- Traag proces
- Eiwit complex (XPC, CETN12 of RAD23B) scant DNA op beschadigingen
- Wanneer ze laesie ontdekken –> eiwitcomplex UV-DDB bindt –> RAD23B laat los van complex –> DNA wordt ter plekke van laesie ontwonden –> DNA weggeknipt –> DNA-polymerase vult het gat op
Transcriptie gekoppelde NER:
- Herkent schade in getranscribeerde streng van DNA
- Snel proces
- Wanneer RNA-polymerase vastloopt tijden transcriptie door beschadiging in DNA –> CSB eiwitten herkennen signaal dat afgegeven wordt –> duwt het proces van transcriptie achteruit –> de DNA schade komt vrij –> DNA wordt ter plekke van laesie ontwonden –> DNA weggeknipt –> DNA-polymerase vult het gat op
Xeroderma pigmentosum (XP)
Children of the moon
Symptomen
- Zongevoelig
- Droge harde huid
- Pigmentatie afwijkingen
- Huidkanker
Autosomaal recessief
Defect in Globaal Genoom NER
- Voorkomen mutaties
Mutatie in minimaal 8 verschillende genen
Beschermende kleding nodig
Cockayne syndroom
Symptomen
- Zongevoeligheid
- Groei achterstand
- Neurologische achteruitgang
- Versnelde veroudering
- GEEN huidkanker
Autosomaal recessief
Oorzaak:
- Transcriptie Gekoppelde NER defect (voorkomen celdood)
- 2 genen CSA, CSB
