DNA-Reparaturmechanismen

DNA-Schäden, die entstehen:
● Einzelstrangbrüche, feste Verbindung zwischen DNA-Einzelsträngen, Verbindung zwischen DNA-Einzelsträngen und Proteinen
● Doppelstrangbrüche
● oxidative Basenveränderungen, Basenverlust, Umwandlung von Cytosin in Uracil, Entstehung von Dimeren zwischen den Basen
● eingelagerte Basenanaloga
● Mutationen zur Aktivierung der Onkogene à Zellen mutieren zu Tumorzellen

Folgen: Proteine werden nicht mehr oder falsch synthetisiert, Tochterzellen nicht mehr lebensfähig; wenn DNA von Kontrollproteinen als defekt erkannt wird, leiten sie den vorprogrammierten Zelltod ein = Apoptose

Hot Spots: DNA-Regionen, die besonders anfällig für Mutationen sind (TT-Regionen)

● Mutationen können als Effekt mangelhafter DNA-Reparaturmechanismen aufgefasst werden
● die DNA ist das einzige Molekül, das spezifisch repariert wird, alle anderen werden ausgetauscht
● bestimmte Veränderungen werden toleriert und die Effekte minimiert

Reparaturwege
1. Photoreaktivierung: Photolyase beseitigt Dimere mit Hilfe der Lichtenergie sofort bei der Replikation; v.a. bei durch IV-Licht entstandenen Mutationen

2. Exzision (Ausschneiden) von mutierten Basen.

3. Exzision von Nucleotiden:
● Erkennung der beschädigten Stelle
● Bindung eines Multiproteinkomplexes an die beschädigte Stelle
● Ausschneiden der beschädigten Stelle an beiden DNA-Strängen
● Auffüllen der fehlenden Nukleotidsequenz durch DNA Polymerase und Ligase

4. Korrekturlesen durch DNA-Polymerase: während der Replikation, fehlerhafte Nucleotide werden herausgetrennt (daher führt eine mutierte DNA-Polymerase, die ihre Korrekturfunktion verloren hat zum verstärkten Auftreten von Mutationen)