8.9 : Overview of DNA Repair

כדי לעבור מדור לדור, הדנ"א הגנומי חייב להיות נקי מפגמים ושגיאות. עם זאת, בכל יום, הדנ"א בתא עובר כמה אלפי עד מיליוני אירועים מזיקים על ידי גורמים טבעיים וגורמים חיצוניים. קרינה מייננת כגון קרני UV, רדיקלים חופשיים המיוצרים במהלך נשימה תאית, ונזק הידרוליטי מתגובות מטבוליות יכולים לשנות את מבנה ה- DNA. הנזקים הנגרמים כוללים שינוי בסיס יחיד, דימריזציה של בסיסים, שברי שרשרת והצמדה צולבת.

דנ"א גנומי מהונדס כימית עלול לגרום לטעויות במהלך שעתוק ותרגום לחלבונים. אם הדנ"א הפגוע לא יתוקן לפני חלוקת התא, המוטציות הגנומיות יכולות לעבור לדורות הבאים של התאים. חלק מהמוטציות הללו יכולות להוביל לצמיחת תאים בלתי מבוקרת המתפתחת לסרטן.

התא פיתח מערכות חזקות לזיהוי ותיקון נזק לדנ"א. נזק לדנ"א יכול להיות מתוקן על ידי אנזימים שיכולים להפוך ישירות את השינוי הכימי בתגובה אחת. לדוגמה, אנזים פוטוליאז משתמש בקרינת UV כדי לפצל דימרים של תימין על ידי פתיחת ציקלובוטאן moiety שמחזיק את דימר התימין יחד.

צורות אחרות של תיקון עוקבות אחר תהליך רב-שלבי שבו

1. שינויים כימיים בדנ"א מזוהים
2. בסיס או אזור פגומים מוסרים
3. דנ"א חדש מסונתז

אם הנזק אינו ניתן לתיקון, התא יכול להזדקן או לעבור אפופטוזיס. הזדקנות היא מצב שבו התא הופך רדום באופן בלתי הפיך, כלומר, הוא אינו יכול עוד לעבור חלוקת תא, ומחזור התא שלו נעצר ללא הגבלת זמן. אפופטוזיס מתייחס למוות תאי מתוכנת, שבו חלבונים הנקראים קספזות מפרקים את המרכיבים התאיים הדרושים להישרדות התא. זה ואחריו העיכול של DNA על ידי DNases, אשר גורם לתא להתכווץ בגודל ולהעביר אותות לקבוצה של תאי דם לבנים הנקראים מקרופאגים, אשר לבלוע ולהסיר פסולת תאית.