DNA TAMİR BOZUKLUĞU HASTALIKLARI
1.Kseroderma Pigmentosum
Kseroderma Pigmentosum, ender görülen ve otozomal resesif olarak kalıtılan bir hastalıktır. XP hastaları güneş ışığına aşırı derecede duyarlıdır. Bu nedenle, bu hastaların güneşe maruz kalan bölgelerinde deri kanseri gelişme riski artar. Ek olarak, XP hastaları nörolojik anomaliler ile de karakterizedir. XP hastalığında tanımlanan 7 komplementasyon grubundan (XPA-XPG) her biri NER mekanizmasının farklı basamaklarında hasara neden olmaktadır. Farklı mutasyonların farklı hücresel hasarlara neden olmasından dolayı klinik heterojenite ortaya çıkmaktadır. XPC genindeki mutasyonlar genel genom tamirinde hasara neden olurken bu gendeki mutasyonlar TCR mekanizmasını etkilememektedir. XPC proteini bölüm 2.1.2’de belirtildiği gibi global genom tamir mekanizmasının ilk basamağı olan DNA hasarının tanınmasında görev almaktadır. TCR mekanizmasında ise hasarın tanınma basamağında XPC proteini görev almaz. UV ışığının neden olduğu siklobütan pirimidin dimerleri TCR mekanizması ile tamir edildiğinden, XPC hastaları XPA veya XPD hastalarına kıyasla UV ışığına daha az duyarlıdır (1,9).
XP hastalarının XPB, XPD ve XPG komplementasyon grubuna ait küçük bir grubu hem XP hastalarının hem de Cockayne sendromu hastalarının klinik özelliklerini taşımaktadır. Bu grup XPB/CS, XPD/CS ve XPG/CS gruplarından meydana gelmektedir. XPB veya XPD genlerindeki bazı mutasyonları taşıyan hastaların ise trikotiyodistrofi hastaları ile klinik özellikleri birleşmiştir.
Farklı hastaların XPD geninde yapılan mutasyon analizleri, bazı mutasyonların sadece tamir fonksiyonunu etkilediğini ve saf XP fenotipini yansıttığını, bazı mutasyonların ise hem tamir hem de transkripsiyonu etkilediğini ve XP/CS veya XP/TTD’nin kompleks fenotipini yansıttığını göstermiştir. Bu gruplarda CS ve TTD hastalarının klinik özellikleri deri tümörlerinin gelişme riski ile birleşmiştir (9).
2. Cockayne Sendromu
Cockayne Sendromu, 1936 yılında Edward Alfred Cockayne tarafından tanımlanmıştır. CS ender rastlanan ve otozomal resesif olarak kalıtılan genetik bir hastalıktır. CS’nun klinik özellikleri kaşektik cücelik, büyüme ve zeka geriliği, ileri derecede nöronal ve retinal dejenerasyon olarak sıralanabilir (12). CS hücreleri UV ışığı, γ-ışınları ve hidrojen peroksit gibi DNA’ya hasar veren ajanlara aşırı duyarlıdır. RNA sentezi sırasında zincirdeki bu hasarlar RNA polimeraz II’nin durmasına neden olur. Transkripsiyona kenetlenmiş tamir yolu aktif olmayan CS hücrelerinde, RNA sentezi tekrar başlayamaz. RNA sentezinin gerçekleşememesi CS hücrelerinin karakteristik özelliğini oluşturmaktadır (13).
CS’nun CSA ve CSB olmak üzere iki genetik komplementasyon grubu tanımlanmıştır. İnsan CSB geni (ERCC6) CSB hücrelerinde görülen DNA hasarının tamir edilmesinde rol oynamakta ve 1493 amino asitlik bir proteini kodlamaktadır. CSB proteininin molekül ağırlığı 168 kDa’dur. CSB proteini helikaz protein ailesinin 2. grubuna ve spesifik olarak da SWI/SNF protein
ailesine aittir. Bu ailedeki tüm proteinler 7 helikaz motifine sahiptir. CSB geni 7 helikaz motifine ek olarak asidik bir amino asit dizisi, glisinden zengin bir bölge ve iki nükleer lokalizasyon sinyal (NLS) dizisi taşımaktadır (Şekil 3) (14). Korunmuş helikaz motiflerinin bulunmasına rağmen CSB proteini DNA’nın çift zincirini açan helikaz aktivitesine sahip değildir (8, 15).
CSB poteininin transkripsiyona kenetlenmiş tamir mekanizmasında, transkripsiyonda, kromozomun yeniden yapılanmasında ve apoptozda rolü olduğu bildirilmiştir (13,16,17). Fakat, CSB proteininin ve bu proteinin korunmuş helikaz motiflerinin bu biyolojik yollardaki rolü henüz kesinlik kazanmamıştır. Yapılan araştırmalar, helikaz motiflerinin (motif Ia, III, V ve VI) korunmuş rezidularında oluşturulan nokta mutasyonlarının, UV ile muameleden sonra, CSB proteininin canlılıkta, RNA sentezi ve yeniden başlamasında (TCR yolunda) ve apoptozdaki genetik fonksiyonunu etkilediğini göstermiştir. Sonuç olarak, bu helikaz motiflerinin bütünlüğü CSB proteinin biyolojik fonksiyonu için önem taşımaktadır. Öte yandan, CSB proteininin ikinci nükleotid bağlanma motifi proteinin tamir fonksiyonunda rol oynamamaktadır (14,18).
CSB proteininin BER yolundaki görevini araştırmak amacıyla yapılan çalışmada, CSB genininin V. ve VI. helikaz motiflerinde oluşturulan nokta mutasyonlarının γ-ışınına karşı hücresel direnci azalttığı gösterilmiştir. Hücre ekstrakları ile yapılan 8-OH-Gua hasarının in vitro BER deneyinde, V. ve VI. helikaz motiflerinde mutasyon taşıyan CSB hücrelerinde, 8-OH-Gua glikozilaz/apurinik liyaz aktivitesinde azalma gözlenmiştir.
BER yolundaki hasarın genomik DNA’da 8-OH-Gua birikimine neden olup olmadığını araştırmak amacıyla, 2 Gy γ-ışınına maruz kalan CSB hücrelerinde,
8-OH-Gua’in nükleozid formunun (8-OH-dGuo)düzeyi sıvı kromatografisi/gaz spektrometresi kullanılarak ölçülmüştür. γ-ışınına maruz kalan motif VI CSB mutant hücrelerinin genomik DNA’ları, CSBwt geni ile transfekte hücreler ile karşılaştırıldığında, bu hücrelerde artan düzeyde 8-OH-dGuo gözlenmiştir. Bu sonuç, CSB proteininin 8-OH-Gua hasarının tamir edilmesinde rol oynadığını ve proteinin VI. motifinin bu tamirde önemli bir görevi olduğunu göstermektedir. CSB proteini sadece TCR mekanizmasında değil BER yolunda da rol oynamaktadır.
3. Trikotiyodistrofi
NER yolundaki hasardan kaynaklanan üçüncü hastalık trikotiyodistrofidir. TTD sülfür eksikliğinden kaynaklanan saç kırılması, iktiyozis, zeka ve büyüme geriliği ile karakterize, otozomal resesif olarak kalıtılan bir hastalıktır.
TTD vakalarının çoğunun ışığa duyarlı olduğu saptanmıştır. Işığa duyarlı TTD hastaları arasında XPB, XPD, TTDA olmak üzere üç genetik komplementasyon grubu tanımlanmıştır. Işığa duyarlı TTD hastalarının büyük bir çoğunluğu XPD komplementasyon grubuna aittir. XPD TFIIH’in altbirimidir ve bu nedenle, XPD hastalarında transkripsiyon ve tamir hasarı birlikte gelişmektedir.
TTDA geni henüz klonlanmamıştır. Bu gen veya gen ürününün fonksiyonu hakkında çok az bilgi bulunmaktadır.
Genetik
-
İnsanlarda Kaç Kromozom Vardır?
-
Sık görülen mikrodelesyon sendromları nelerdir?
-
Bilim insanları kromozomları nasıl inceler?
-
Arkea'da Kromozomlar ve DNA Replikasyonu
-
DNA Onarım Mekanizmaları Nelerdir?
-
DNA hasarına neden olan etkenler nelerdir?
-
XYY Süper Erkek Sendromu - JACOB’S, Sendromu
-
Bitki doku kültürü çalışmaları ile haploid bitkiler elde edilebilir
-
Gram pozitif bakterilerden genomik DNA izolasyon protokolü
-
E. coli bakterisinden genomik DNA izolasyon protokolü
-
DNA’nın Keşfi
-
İnsan Genom Projesi Nedir ? Amaçları Nelerdir ?
-
Genomik mikrodizilimlerle ikilenme teşhisi yöntemi
-
Gen duplikasyonu ve amplifikasyonu nedir?
-
DNA ile RNA Arasndaki Farklar ve Benzerlikler Nelerdir