Biyologlar - Biyolojiye Gerçekçi Yaklaşım

DNA Onarım Mekanizmaları Nelerdir?

---

Hücreler genomik bütünlüğü korumak amacıyla içi içe geçmiş, karmaşık, bir dizi DNA onarım mekanizmalarına sahiptirler (Ciccia, A, Elledge SJ. 2010), (Jeppesen DK ve ark 2011). DNA onarımı nükleazlar, helikazlar, polimerazlar, topoizomerazlar, rekombinazlar, ligazlar, glikozilazlar, demetilazlar, kinazlar ve fosfatazların kimyasal olarak modifiye edilmiş enzimatik aktivitelerine göre gerçekleştirilmektedir. Ökaryotik hücreler doğru zamanda doğru yerde, doğru faktörleri aktive etmek için geliştirilmiş stratejilere sahiptirler (Ciccia, A, Elledge SJ. 2010). İnsanda DNA onarımında 130’dan fazla genin görev aldığı tahmin edilmektedir, bu sayı muhtemelen daha yüksektir, fakat bu genlerden sadece %50’sinin fonksiyonu bilinmektedir (Slupphaug G ve ark 2003),(Morita R ve ark 2010).

DNA Onarım Mekanizmaları

DNA onarım hataları, genomik kararsızlıkla karakterize sendromlara ve kanser insidansında artışa yol açtığından, DNA onarımının nasıl gerçekleştiğinin bilinmesi klinik kullanım açısından önem kazanmaktadır.

DNA onarım genleri iki alt gruba ayrılabilir:

a) DNA onarımında sinyal iletimi ve onarımın düzenlenmesi ile ilgili genler,

b) Hatalı eşleşme onarımı, baz ve nükleotid çıkarma onarımı ile ilgili genler (Griffiths A ve ark 2005),(Tu Y 1996), ( William S. Klug, Micheal R. 2002).

Bu genlerin yer aldığı onarım mekanizmaları başlıca beş grupta incelenebilir.

1. Direkt onarım ya da hasarın geri döndürülmesi

a) Fotoreaktivasyon

b) O-6-metilguanin onarımı

c) Basit tek zincir kırıklarının ligasyonu

2. Eksizyon (kesip-çıkarma) onarımı

a) Baz eksizyon onarımı (BER) (base excision repair)

b) Nükleotid eksizyon onarımı (NER) (nucleotide excision repair)

c) Mismatch (yanlış eşleşme) eksizyon onarımı (MER)

3. Rekombinasyonal Onarım

4. SOS Onarımı

5. DNA Çift Zincir Kırıklarının Onarımı

a) Serbest Uçların Homolog Olmayan Bağlanması (NHEJ)

b) Homolog Rekombinasyon (HR)

Canlılarda DNA hasarı, endojen ya da ekzojen genotoksik ajanlar tarafından oluşturulmaktadır ve eğer bu hasarlar onarılmazsa genomik instabiliteye neden olabilmekte ve bunun sonucunda özellikle kanser, nörolojik anomaliler, immün yetmezlik ve erken yaşlanma gibi çeşitli hastalıklar meydana gelebilmektedir (Hoeijmakers JH. 2009),(Iyama T, Wilson DM. 2013). Hücreler, bu tür zararlı sonuçları önlemek, spesifik DNA lezyonları gidermek ve genom bütünlüğünü korumak için çoklu aşamalı bir süreçte yürütülen bir dizi DNA onarım yolları geliştirmişlerdir (Iyama T, Wilson DM. 2013). DNA onarım sürecinin koordinasyonu organizmanın gelişmesi ve sağkalımında önemli bir rol oynamaktadır (Ciccia, A, Elledge SJ. 2010).

Kaynaklar:

- Ciccia, A, Elledge SJ. The DNA damage response: making it safe to play with knives. Mol Cell. 2010;40(2):179-204. 

- Griffiths A, Wessler S, Lewontin R, Gelbart W, Suzuki D, Miller J. Introduction to Genetic Analysis. 8th Edition, Chapter 14: Mutation 2005, W.H. Freeman & Company.

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

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

- Jeppesen DK, Bohr VA, Stevnsner T. DNA repair deficiency in neurodegeneration. Prog Neurobiol. 2011;94(2):166-200.

- Kurtoğlu E. L, Tekedereli İ. DNA Onarım Mekanizmaları  Balikesir Saglik Bil Derg Cilt:4 Sayı:3 Aralık 2015

- Morita R, Nakane S, Shimada A, et al: Molecular Mechanisms of the Whole DNA Repair System: A Comparison of Bacterial and Eukaryotic Systems. J Nucleic Acids. 2010;2010:179594.

- 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.

- Tu Y, Tor naletti S, Pfeifer GP. DNA repair domains within a human gene: Selective repair of sequences near the transcription initiation site. EMBO J 1996; 15: 675-83. [PubMed: 8599951].

- William S. Klug, Micheal R. Cummings. Genetik Kavramlar. Altıncı Baskıdan Türkçe çeviri. Palme Yayıncılık. Ankara, 2002, 477-481.

---