Biyologlar - Biyolojiye Gerçekçi Yaklaşım

DNA hasarına neden olan etkenler nelerdir?

İnsan genomik DNA’sının bütünlüğü, endojen ve ekzojen faktörlerin etkisiyle sürekli olarak tehdit altındadır. Bir memeli genomunda her gün yaklaşık olarak 104’ten daha fazla DNA hasarının ortaya çıktığı tahmin edilmektedir (Iyama T, Wilson DM. 2013), (Slupphaug G ve ark 2003). Hasarın yoğunluğuna ve tipine bağlı olarak; hücre döngüsünün durdurulması, gen ifadesinin değişmesi, DNA tamirinin uyarılması, programlı hücre ölümü, kanser ya da yaşlanma gibi olaylar meydana gelebilmektedir. (Hoeijmakers JH.2009, (Sancar A, 2004) ve (Sherman MH ve ark 2011).

DNA molekülünün yapısında meydana gelen bir değişiklik, DNA şifrelerinde de değişikliğe yol açacağından hatalı protein üretilmesine, çeşitli mutasyonların, farklı fenotiplerin veya hastalıkların ortaya çıkmasına neden olur.

Genom,  DNA  hasarına  neden  olan  sayısız  farklı  etkene  maruz  kalabilir.  Bu hasar  kaynakları  ekzojen  veya endojen etkenler olarak iki başlık altında incelenir (Onur E ve ark 2009).  

Farklı DNA hasarlarına neden olan ultraviyole, X-ışınları,  kimyasal  bileşikler  gibi  çevresel ajanlar,  insan  genomik  DNA’sının  bütünlüğünü  sürekli  tehdit  etmektedir.  Çift  ve  tekzincir  kırıkları,  insersiyon  ve  delesyonlar, abazik  alanlar  ve  DNA-protein  çapraz  bağ oluşması DNA hasarlarına örnek olarak verilebilir  (Kulaksız G, Sancar A 2007), (Martin  LJ 2008). 

DNA  hasarı  sadece  çevresel  faktörlerden kaynaklanmaz. DNA replikasyonu ve rekombinasyonu  gibi  olaylar  sırasında,  hücresel metabolizmanın yan ürünü olarak üretilen serbest  radikaller  gibi  endojen  ajanlar  da DNA  hasarına  neden  olmaktadır  (Yetiflmiş  MR) ,(Sancar  A, 2004). 

DNA hasarına neden olan etkenler nelerdir?

A. Endojen (Sapontan) Etkenler

-Yanlış eşleşmeler insersiyon/delesyonlar

-Kimyasal değişiklikler: deaminasyon, metilasyon

-Baz kayıpları: depurinasyon, depirimidasyon

-Oksidatif hasar

-Replikasyon hataları

B. Ekzojen (Çevresel) Etkenler

-Kimyasal ajanlar: aflatoksinler, alkilleyici ajanlar, benzopiren, kemoterapi ajanları, vinil klorür, vb.

-Fiziksel ajanlar: UV radyasyon, iyonize radyasyon

Genomik DNA’da spontan veya  çevresel  etkenler sonucunda hasar meydana  gelebilmektedir.  Çeşitli   DNA  onarım mekanizmaları DNA’da meydana gelen hasarın tipine uygun olarak  devreye  girmekte  ve  hasar  tamirinin gerçekleştirilmesi sonucu genomik kararlılık korunmakta  ve  hücre  yaşamını  sürdürebilmektedir. DNA onarım mekanizmalarından sorumlu olan gen ve proteinlerdeki değişikliklerin kanser, yaşlanma ve bazı genetik hastalıklarla ilişkisi bulunmaktadır. Önemli bir moleküler biyolojik mekanizma olan DNA onarım mekanizması ile ilişkili gen ve proteinlere yönelik yapılacak yeni çalışmalardan elde edilecek bilgiler doğrultusunda kanser oluşumu, yaşlanma süreci ve bazı genetik hastalıkların meydana gelmesi ile ilgili klinik açıdan kullanılabilecek çözümler sunulabilecektir. (Onur E ve ark 2009).  

Kaynaklar:

1- Hoeijmakers JH. DNA damage, aging, and cancer. N Engl J Med. 2009;361(19):1914.

2- Iyama T, Wilson DM. DNA repair mechanisms in dividing and non-dividing cells. DNA Repair. 2013;12(8):620-36.

3- Kulaksız G, Sancar A. Nükleotid Eksizyon Onarımı ve  Kanser.  Türk  Biyokimya  Dergisi  2007;  32  (3);104-11.2.

4- Kurtoğlu E.L, Tekedereli İ. DNA Onarım Mekanizmaları 2015  Balıkesir Sağlık Bilimleri Dergisi ISSN: 2146-9601 e-ISSN: 2147-2238

5- Martin  LJ.  DNA  Damage  and  Repair:  Relevance  toMechanisms of Neurodegeneration. J Neuropathol Exp Neurol 2008; 67(5): 377-87.

6- Onur E, Tuğrul B, Bozyigit F. DNA hasarı ve DNA onarım mekanizmaları Türk Klinik Biyokimya Derg 2009; 7(2): 61-70

7- Sancar  A,  Lindsey-Boltz  LA,  Ünsal-Kaçmaz  K,  LinnS.   Molecular   mechanisms   of   Mammalian   DNA repair  and  the  DNA  damage  checkpoints.  AnnuRev Biochem 2004; 73: 39-85.

8- Sherman MH, Bassing CH, Teitell MA. Regulation of cell differentiation by the DNA damage response. Trends Cell Biol. 2011;21(5):312-9.

9- Slupphaug G, Kavli B, Krokan HE. The interacting pathways for prevention and repair of oxidative DNA damage. Mutat Res. 2003;531(1-2):231-51.

10- Yetişmiş  MR.  DNA  Onarım  Mekanizmaları.  Bitirme Tezi.  Celal  Bayar  Üniversitesi  Fen  Edebiyat  Fakül-tesi  Biyoloji  Bölümü.  Danıflman:  Yard.  Doç.  Dr.Erdal Balcan.