Upload
ardith
View
50
Download
0
Embed Size (px)
DESCRIPTION
DNA reparasjon. Seter i DNA som kan modifiseres kjemisk. Spontan hydrolyse. Angrep av reaktive oksygenmolekyler (ROS). * Nukleofile sentere som lett reagerer med eksogene og endogene elektrofile forbindelser, f. eks. alkyleringsmidler. DNA skader Base-endringer. - PowerPoint PPT Presentation
Citation preview
DNA reparasjon
Seter i DNA som kan modifiseres kjemisk
Spontan hydrolyse
Angrep av reaktive oksygenmolekyler (ROS)
* Nukleofile sentere som lett reagerer med eksogene
og endogene elektrofile forbindelser, f. eks. alkyleringsmidler
DNA skader
1. Base-endringer. Deamineringer, alkyleringer, dimeriseringer
2. Trådbrudd.Enkle og doble brudd i fosfodiester-kjeden
3. Kryssbindinger.
4. Mismatches.Inkorporering av feil nukleotid ved replikasjonEndring av en base (se punkt 1.)
1. Base-endringer.
- Basen faller ut pga. angrep på den glykosidiske bindingentil sukkeret (AP-seter). Spontan og svært hyppig.
- Deaminering (C U).
- Oksydative skader (8-oxo-G)
- Alkylering (3-metyl-A, O6-metyl-G)
- Strålingsinduserte (TT-dimerer)
G C
O6met-G T
Metylering av Guanin i O6-posisjoner mutagent
Induction of thymine dimers by ultraviolet light
2. DNA Trådbrudd
- Enzymatisk (ved reparasjon, replikasjon, rekombinasjon)
-Ytre påvirkning (kjemikalier, ioniserende stråling).
3. Kryssbindinger
Innen samme tråd (intrastrand)
Mellom to tråder (interstrand)
Eller addukter til andre molekyler.
Induseres av kjemikalier og av
kjemikalier + lys.
4. Mismatches
To baser som ikke baseparer.
Utfordringen er å finne hvilken som er feil
og fjerne den.
Introduction of a mismatch
Metoder til å reparere base-skader
Fjerne et addukt
Fjerne den skadde basen
Fjerne en lengre sekvens
Mekanismer for DNA reparasjon
1. Direkte reversering
Et enzym – fotolyase – binder seg til
tymin-dimeren og splitter den.
Energi: absorbert synlig lys.
Et addukt (typisk en metylering) overføres
til et reparasjons -”enzym”.
Ada – et selvmordsenzym
Ada-proteinet (E. coli) gjenkjenner metylerte baser
(3-metyl-adenin) og overfører metyl-gruppen
til seg selv. Proteinet kan da IKKE brukes om igjen,
og er strengt tatt ikke et enzym.
Ada som en sensor for alkyleringsskader
2. Nucleotide excision repair
Substrater for UvrABC endonuklease i E. coli
Excision repair in higher eukaryotes
Xeroderma Pigmentosum
En sykdom der pasientene har en genetisk defekt
i Excision Repair.
Symptomer:
Nevrologiske problemer, ekstrem følsomhet forlys,
høy frekvens av kreft.
Excision repair er mest effektiv på den trådensom blir transkribert.(’transcription-coupled repair’)
Grunn: RNA polymerase bidrar til markeringav DNA-skader.Reparasjonen er trådspesifikk og genspesifikk.
Base Excision Repair(BER)
Fjerning av endrede baser: Glykosylaser
DNA-lesjoner som repareres ved base excision repair
Mismatch repair.
Når feil nukleotid blir satt inn ved replikasjon,
vil vanligvis polymerasen selv fjerne den
(’proofreading’).
Hvis det IKKE skjer, kan nukleotidet fjernes
med Mismatch Repair.
Mismatch repair in E. coli
(GATC)
Mismatch repair i E. coli1. MutS bindes til DNA som
inneholder en mismatch
2. MutL bindes og stabiliserer. Nødvendig for aktivering av
3. MutH, en ss nuklease som gjenkjenner og kutter den ikkemetylerte tråden i hemimetylerte GATC-seter.
4. Det påfølgende utkuttingstrinnet krever UvrD, en ATP-avhengig helikase, og en ss eksonuklease (Exo I, Exo VII eller RecJ) for fjerning av DNA-tråden med skaden.
5. En ny tråd syntetiseres av DNA pol III
Mismatch repair in higher eukaryotes
Reparasjon av mismatch med 8-oxoguanine
(Nature, februar 2004)
Deaminering av cytosin
??
Uracil i DNA blir gjenkjent og fjernet.
Uracil DNA glycosylase kodes av genet ung.
Enzymet flipper uracil ut av DNA-helixen
før den kutter det glykosidiske båndet.
Dette er sannsynligvis mekanismen for alle
DNA glykosylaser.
Enkelttrådbrudd i DNA repareres via en slags excision repair,
for en tråd er uskadd.
Men hva med dobbelttråd-brudd?
Et eksempel på mislykket rekombinasjon.Resultat: Kreft
Sykdommer forbundet med feil i reparasjonssystemene
Recombinasjon som ”reparasjon”
DNA skade
DNA reparasjon
Aktivering avtranskripsjon
Apoptose
Skade-toleranse
Regulering avcellsyklus
SOS-responsen i E. coli
SOS-responsen gir mutasjoner
HomologRekombinasjon
Dannelse ogresolusjon avHolliday junctions
IMMUNGLOBULIN GENREARRANGERING
CH2
CH3
CH4
CH1
VH
VH (1-N) Cµ
( )D(1-N) JH (1-N)
) )((
D-JH
VH-DJH
Gener for
tung kjede
µ
TRANSPOSONER
flytter seg rundt på genomet, både i eukaryoter og prokaryoter.Flankert av inverterte, repeterte sekvenser.
1. Insertion sequences (IS) koder for en transposaseog inneholder ikke så mye mer (<2kb)
2. Komplekse transposoner inneholder gjerneEt gen for antibiotika-resistens (2-5kb)
3. Sammensatte transposoner inneholder mange generflankert av to IS-enheter