DNS bojājumus var izraisīt dažādi cēloņi, piemēram, UV starojums. Pēc tam šo bojājumu novērš dažādi DNS labošanas mehānismi, lai turpmākā olbaltumvielu biosintēze, kas nepieciešama visiem ķermeņa procesiem, varētu noritēt vienmērīgi.
Kas ir DNS labošana?
DNS sastāv no dubultās virknes un tiek nepārtraukti reizināts. Šo procesu sauc par DNS replikāciju. Šī procesa laikā var rasties kļūdas, kas ir jānovērš. Tomēr tas ir tikai viens iemesls iespējamiem DNS bojājumiem. DNS bojājumus var izraisīt arī tādi ārēji faktori kā UV starojums. Pēc tam tas noved pie mutācijām, kas ietekmē proteīni ražots. Viņi zaudē savu funkciju vai kļūst pārāk aktīvi, vairs nevar sasniegt mērķi šūnā vai šūna tos vairs nevar noārdīt, kad olbaltumviela vairs nav nepieciešama. Ir dažādi DNS labošanas mehānismi. Tas, kurš mehānisms stājas spēkā, ir atkarīgs no DNS bojājuma veida. Tas var būt vienas virknes pārtraukuma vai divvirzienu pārtraukuma, kā arī indivīda remonts bāzes. Remontu veic fermenti kas saliek DNS atkārtoti. Tās ir ligāzes. Apmaiņa bāzes veic rekombināzes un polimerāzes. DNS izvadīšanai izmanto DNS helikāzes. Viņi sagatavo ietekmētos DNS segmentus remontam.
Funkcija un uzdevums
Kad DNS ir salauzts, var darboties dažādi labošanas mehānismi. Šos mehānismus sauc par homologu vai nehomoloģisku rekombināciju. Rekombinācija notiek ne tikai DNS bojājumu gadījumos, bet arī reprodukcijas laikā, kad notiek abu partneru DNS rekombinācija un embrijs veidojas. Tad šo rekombināciju sauc par seksuālo rekombināciju. Homologā rekombinācijā Eliminācijas DNS bojājumu gadījumā notiek divu līdzīgu, homoloģisku DNS virkņu pretnostatīšana. Pēc tam notiek DNS virkņu savienošana pārī un starp abiem pavedieniem tiek apmainīts noteikts DNS segments. Tikmēr tiek veidota tā dēvētā DNS “Holliday struktūra”. Šo apmaiņas procesu veic īpašs fermenti ko sauc par rekombināzēm. Lūzums var notikt arī, tieši savienojot divus DNS galus. Šajā gadījumā nav homoloģiskas secības, kas nozīmē, ka, lai izveidotu trūkstošo homologo reģionu, ir jāaizpilda plaisa DNS starp diviem galiem. To sauc par “no sintēzes atkarīgu virknes atlaidināšanu”, un DNS polimerāzes aizvada Lϋ stūrus. Vēl viena remonta iespēja ir saīsināt divus galus, līdz tos var atkal savienot, lai reģioni sakristu. To sauc par "vienas daļas atlaidināšanu". Tā rezultātā tiek zaudēti īsie DNS reģioni. Šo remontu veic nukleotīdu izgriešanas remonta sistēma. Nehomoloģiski labošanas procesi tiek veikti neatkarīgi no atbilstošām DNS sekvencēm. Šeit izšķir divus galvenos remontdarbus. Non-homologs gala savienojums tieši savieno divus DNS dubultos pavedienus ar enzīmu ligāzi. Salīdzinot ar citiem pieminētajiem procesiem, šim labojumam nav nepieciešama homoloģiska secība, kas kalpo kā ceļvedis, lai nodrošinātu, ka pēc remonta DNS rodas pēc iespējas mazāk kļūdu. Vēl viena DNS labošanas secība ir “gala savienošana ar mikrohomoloģijas starpniecību”. Tas ietver dzēšanu, DNS reģionu noņemšanu. Arī šeit netiek izmantoti Fϋguidance. Šis labojums tiek uzskatīts par ļoti pakļautu kļūdām, un tas bieži ir iemesls mutāciju attīstībai.
Slimības un traucējumi
Defektīvs DNS labojums rada dažādas slimības, kuru specifiskā izpausme ir atkarīga no tā, kuru DNS reģionu un kādus gēnus ietekmē šie defekti. Vienu šādu slimību grupu sauc par hromosomu pārrāvuma sindromu. Šajā gadījumā Bršē DNS, kas ir iesaiņoti hromosomas, netiek remontēti pareizi, un šie Brϋche notiek arī biežāk nekā parasti. Šis slimības veids ir iedzimts. Šīs grupas labi pazīstama slimība ir Vernera sindroms. Šī ir autosomāli recesīva slimība, ti, mutācija, kas izraisa šo slimību, atrodas vienā no autosomām, vienā no hromosomas (izņemot dzimuma hromosomas). Tas ir recesīvs, visticamāk, ka tas neietekmēs fenotipu nekā dominējošais gēns mutācija. Vernera sindroms galvenokārt ietekmē mezodermālos audus. Pēc pubertātes ir palielināta skartās personas novecošana. Vēl viens traucējums no hromosomu pārtraukumu sindromu kategorijas ir Luiss Bārs sindroms. Tas ir arī autosomāls recesīvs traucējums. Šajā slimībā ir liels skaits dažādu simptomu. Tos var izskaidrot ar to, ka a gēns tiek ietekmēts, kas atpazīst DNS bojājumus UV starojums un ir iesaistīts arī DNS atjaunošanas regulēšanā. Notiek neiroloģiski defekti, kā arī tiek traucēta imūnā sistēma. Tā rezultātā rodas vairākas citas slimības, piemēram, pneimonija. Turklāt slimība pigmenta kseroderma ir slimība, kuru var pieskaitīt šai klasei. Tā ir slimība āda. Ietekmētās personas sauc arī par mēness gaismas bērniem. Gēni, kas kodē fermenti DNS remonta mehānismu ietekmē defekti. The āda ietekmē UV starojums, kas izraisa ādas audzēju attīstību. Ietekmētajām personām jāizvairās no dienasgaismas, kas ietekmē visu dzīves ritmu.
