การซ่อมแซมดีเอ็นเอ: หน้าที่งานบทบาทและโรค

ความเสียหายของดีเอ็นเออาจเกิดจากหลายสาเหตุเช่น รังสียูวี. จากนั้นความเสียหายนี้จะได้รับการซ่อมแซมโดยกลไกการซ่อมแซมดีเอ็นเอที่หลากหลายเพื่อให้การสังเคราะห์โปรตีนในภายหลังซึ่งจำเป็นสำหรับกระบวนการทั้งหมดในร่างกายสามารถดำเนินไปได้อย่างราบรื่น

การซ่อมแซมดีเอ็นเอคืออะไร?

DNA ประกอบด้วยเกลียวคู่และทวีคูณอย่างต่อเนื่อง กระบวนการนี้เรียกว่าการจำลองแบบดีเอ็นเอ ในระหว่างขั้นตอนนี้อาจเกิดข้อผิดพลาดที่ต้องได้รับการซ่อมแซม อย่างไรก็ตามนี่เป็นเพียงสาเหตุหนึ่งที่อาจทำให้ดีเอ็นเอเสียหายได้ ความเสียหายต่อดีเอ็นเออาจเกิดจากปัจจัยภายนอกเช่น รังสียูวี. สิ่งนี้นำไปสู่การกลายพันธุ์ที่ส่งผลต่อ โปรตีน ผลิต. พวกมันสูญเสียการทำงานหรือทำงานมากเกินไปพวกเขาไม่สามารถไปถึงจุดหมายในเซลล์ได้อีกต่อไปหรือเซลล์ไม่สามารถย่อยสลายโดยเซลล์ได้อีกต่อไปเมื่อไม่ต้องการโปรตีนอีกต่อไป มีกลไกการซ่อมแซมดีเอ็นเอที่แตกต่างกัน กลไกใดที่มีผลขึ้นอยู่กับประเภทของความเสียหายของดีเอ็นเอ อาจเป็นการซ่อมแซมเส้นแบ่งเส้นเดียวหรือเส้นแบ่งเส้นสองเส้นเช่นเดียวกับการซ่อมแซมส่วนบุคคล ฐาน. การซ่อมแซมจะดำเนินการโดย เอนไซม์ ที่ประกอบดีเอ็นเออีกครั้งเมื่อมันแตก สิ่งเหล่านี้คือลิกาส การแลกเปลี่ยนของ ฐาน ดำเนินการโดย recombinases และ polymerases ดีเอ็นเอเฮลิเคสใช้เพื่อคลายดีเอ็นเอ พวกเขาเตรียมส่วนดีเอ็นเอที่ได้รับผลกระทบเพื่อซ่อมแซม

ฟังก์ชั่นและงาน

เมื่อ DNA เสียกลไกการซ่อมแซมต่างๆจะมีผลบังคับใช้ กลไกเหล่านี้เรียกว่าการรวมตัวกันใหม่ที่เหมือนกันหรือไม่เป็นเนื้อเดียวกัน การรวมตัวใหม่เกิดขึ้นไม่เพียง แต่ในกรณีของความเสียหายของดีเอ็นเอเท่านั้น แต่ยังเกิดขึ้นในระหว่างการสืบพันธุ์ด้วยเมื่อการรวมตัวของดีเอ็นเอจากคู่ค้าทั้งสองเกิดขึ้นอีกครั้งและ เอ็มบริโอ ถูกสร้างขึ้น การรวมตัวกันใหม่นี้เรียกว่าการรวมตัวกันทางเพศ ในการรวมตัวกันใหม่สำหรับ การขจัด ความเสียหายของดีเอ็นเอการตีข่าวของสองสายดีเอ็นเอที่คล้ายคลึงกันเกิดขึ้น จากนั้นการจับคู่ของสายดีเอ็นเอจะเกิดขึ้นและมีการแลกเปลี่ยนส่วนดีเอ็นเอที่เฉพาะเจาะจงระหว่างสองสาย ในขณะเดียวกันสิ่งที่เรียกว่า“ โครงสร้างวันหยุด” ของดีเอ็นเอก็ถูกสร้างขึ้น กระบวนการแลกเปลี่ยนนี้ดำเนินการโดยพิเศษ เอนไซม์ เรียกว่า recombinases การหยุดพักสามารถเกิดขึ้นได้จากการเชื่อมโยงโดยตรงของปลายดีเอ็นเอทั้งสอง ในกรณีนี้ไม่มีลำดับที่คล้ายคลึงกันซึ่งหมายความว่าจะต้องเติมช่องว่างในดีเอ็นเอระหว่างปลายทั้งสองเพื่อสร้างขอบเขตที่คล้ายคลึงกันที่ขาดหายไป สิ่งนี้เรียกว่า“ เส้นใยสังเคราะห์ที่ขึ้นกับการหลอมเหลว” และ DNA polymerases จากมุมLϋ อีกทางเลือกหนึ่งในการซ่อมแซมคือการทำให้ปลายทั้งสองสั้นลงจนกว่าจะสามารถเชื่อมต่อใหม่ได้เพื่อให้พื้นที่ตรงกัน สิ่งนี้เรียกว่า "การหลอมเส้นใยเดี่ยว" ส่งผลให้สูญเสียพื้นที่สั้น ๆ ของดีเอ็นเอ การซ่อมแซมนี้ดำเนินการโดยระบบซ่อมแซมนิวคลีโอไทด์ กระบวนการซ่อมแซมที่ไม่เหมือนกันจะดำเนินการโดยไม่ขึ้นกับลำดับดีเอ็นเอที่ตรงกัน การซ่อมแซมหลักสองอย่างมีความโดดเด่นที่นี่ การเชื่อมปลายที่ไม่เหมือนกันโดยตรงจะเชื่อมต่อดีเอ็นเอสองเส้นโดยเอ็นไซม์ลิเกส เมื่อเทียบกับกระบวนการอื่น ๆ ที่กล่าวถึงการซ่อมแซมนี้ไม่จำเป็นต้องมีลำดับที่คล้ายคลึงกันซึ่งทำหน้าที่เป็นแนวทางในการตรวจสอบให้แน่ใจว่าเกิดข้อผิดพลาดน้อยที่สุดใน DNA หลังการซ่อมแซม ลำดับของการซ่อมแซมดีเอ็นเออีกลำดับหนึ่งคือ“ การเชื่อมปลายด้วยจุลชีววิทยา” สิ่งนี้เกี่ยวข้องกับการลบการกำจัดบริเวณดีเอ็นเอ ที่นี่ก็ไม่มีการใช้Fϋguidance การซ่อมแซมนี้ถือว่ามีความผิดพลาดสูงและมักเป็นสาเหตุของการเกิดการกลายพันธุ์

โรคและความผิดปกติ

การซ่อมแซมดีเอ็นเอที่บกพร่องก่อให้เกิดโรคต่างๆการแสดงออกที่เฉพาะเจาะจงขึ้นอยู่กับบริเวณของดีเอ็นเอและยีนใดที่ได้รับผลกระทบจากข้อบกพร่องเหล่านี้ กลุ่มของโรคดังกล่าวเรียกว่ากลุ่มอาการแตกโครโมโซม ในกรณีนี้Brϋcheใน DNA ซึ่งบรรจุใน โครโมโซมไม่ได้รับการซ่อมแซมอย่างถูกต้องและBrϋcheเหล่านี้ยังเกิดขึ้นบ่อยกว่าในกรณีปกติ โรคชนิดนี้เป็นกรรมพันธุ์ โรคที่รู้จักกันดีในกลุ่มนี้คือ Werner syndrome นี่คือโรคถอยอัตโนมัติกล่าวคือการกลายพันธุ์ที่ก่อให้เกิดโรคนี้จะอยู่ที่หนึ่งในออโตโซมซึ่งเป็นหนึ่งใน โครโมโซม (ยกเว้นโครโมโซมเพศ) มันถดถอยมีโอกาสน้อยที่จะมีผลต่อฟีโนไทป์มากกว่าตัวที่โดดเด่น ยีน การกลายพันธุ์ Werner syndrome ส่วนใหญ่มีผลต่อเนื้อเยื่อ mesodermal ผู้ที่ได้รับผลกระทบจะมีอายุเพิ่มขึ้นหลังวัยแรกรุ่น ความผิดปกติอีกประการหนึ่งจากประเภทของกลุ่มอาการแตกโครโมโซมคือหลุยส์ บาร์ ดาวน์ซินโดรม นอกจากนี้ยังเป็นโรคถอยอัตโนมัติ ในโรคนี้มีอาการที่แตกต่างกันจำนวนมาก สิ่งเหล่านี้สามารถอธิบายได้จากข้อเท็จจริงที่ว่าก ยีน ได้รับผลกระทบซึ่งรับรู้ถึงความเสียหายของดีเอ็นเอโดย รังสียูวี และยังเกี่ยวข้องกับการควบคุมการซ่อมแซมดีเอ็นเอ ข้อบกพร่องทางระบบประสาทเกิดขึ้นเช่นเดียวกับการด้อยค่าของ ระบบภูมิคุ้มกัน. ซึ่งส่งผลให้เกิดโรคอื่น ๆ เช่น โรคปอดบวม. นอกจากนี้โรค xeroderma รงควัตถุ เป็นโรคที่สามารถนับได้ในชั้นนี้ มันเป็นโรคของ ผิว. บุคคลที่ได้รับผลกระทบเรียกอีกอย่างว่าเด็กแสงจันทร์ ยีนที่เข้ารหัสสำหรับ เอนไซม์ ของกลไกการซ่อมแซมดีเอ็นเอได้รับผลกระทบจากข้อบกพร่อง ผิว ได้รับผลกระทบจากรังสี UV ซึ่งนำไปสู่การพัฒนาเนื้องอกที่ผิวหนัง บุคคลที่ได้รับผลกระทบต้องหลีกเลี่ยงแสงแดดซึ่งส่งผลต่อจังหวะชีวิตทั้งหมด