DNT təmiri

DNT təmiriDNT təmiri, bir hüceyrənin genomunu kodlayan DNT molekullarının zədələnməsini müəyyən ederək düzəltdiyi bir müddətdir[1]. İnsan hüceyrələrində həm normal metabolik aktivlik, həm də radiasiya kimi ətraf mühit faktorları DNT zədələnməsinə səbəb ola bilər və nəticədə gündə hüceyrə başına on minlərlə fərdi molekulyar ziyan yaranır[2].

DNT zədələnməsi çoxsaylı qırıq xromosomlara səbəb olur

DNT-nin bərpasıRedaktə

Bu dəyişmələrin çoxu DNT molekulunun struktur zədələnməsinə səbəb olur və hüceyrənin təsirlənmiş DNT kodlarının yazdığı geni köçürmə qabiliyyətini dəyişdirə və ya ortadan qaldıra bilər. Digər dəyişmələr hüceyrənin genomunda, mitozdan sonra qız hüceyrələrinin sağ qalmasına təsir edən potensial təhlükəli mutasiyalara səbəb olur. Nəticədə, DNT quruluşunun zədələnməsinə cavab verdiyi üçün DNT bərpa prosesi daima aktivdir[3]. Normal təmir prosesləri uğursuz olduqda və hüceyrə apoptozu meydana gəlmədikdə, ikiqat zəncirlər və DNT çapraz əlaqələri daxil olmaqla, düzəldilməz DNT zədələnməsi baş verə bilər. Nəticədə bu, iki vuruşun fərziyyəsinə görə bədxassəli şişlərə və ya xərçəngə səbəb ola bilər. DNT bərpa nisbəti, hüceyrə tipi, hüceyrə yaşı və hüceyrə xaricindəki mühit də daxil olmaqla bir çox amillərdən asılıdır. Çox miqdarda DNT zədələnmiş bir hüceyrə və ya DNT-sinə verdiyi ziyanı təsirli bir şəkildə düzəldə bilməyən bir hüceyrə, mümkün üç vəziyyətdən birinə girə bilər[1]:

  1. yaşlanma olaraq bilinən geri dönməz bir yuxu vəziyyəti
  2. apoptoz və ya proqramlaşdırılmış hüceyrə ölümü olaraq da bilinən hüceyrə intiharı
  3. bədxassəli bir şiş meydana gəlməsinə səbəb ola biləcək tənzimlənməmiş hüceyrə bölgüsü
Paul Modric, özü və DNA təmirindəki işi haqqında danışır.

Bir hüceyrənin DNT-ni bərpa etmə qabiliyyəti, genomunun bütövlüyü və bu səbəbdən bu orqanizmin normal işləməsi üçün vacibdir. Başlanğıcda ömrünü təsir edən bir çox genin, DNT zədələrinin düzəldilməsi və qorunmasında iştirak etdiyi ortaya çıxdı[2]. 2015-ci il Kimya Mükafatı, DNA bərpa proseslərinin molekulyar mexanizmləri üzərində işlərinə görə Thomas Lindahl, Paul Modric və Aziz Sankara verildi[4].

DNT zədələnməsiRedaktə

Bir hüceyrə üçün zədələnmiş DNT-dən daha ağırı yoxdur, çünki bu, səhv xərçənglərin meydana gəlməsinə səbəb olur, bəziləri də xərçəng yə ya ciddi xəstəliklərə yol açır. DNT-yə zədələnməsi xarici təsirlərdən ola bilər, buna görə də hüceyrə bu təhlükədən də qorunmağı bacara bilməlidir. DNT-nin ötürülməsinə icazə verilmədən əvvəl keçməsi lazım olan müxtəlif "nəzarət nöqtələri" var. Bir çox mutasiya təhlükəli olsa da, bəzi faydalı növləridə vardır. Hüceyrələr həmişə DNT- nin bütövlüyünə qarşı çox həssasdırlar[3].

DNT zərərinə qlobal cavabRedaktə

İonlaşdırıcı şüalanma, ultrabənövşəyi şüalanma və ya kimyəvi maddələrə məruz qalan hüceyrələr çoxsaylı həcmli DNT zədələnmə və ikiqat zəncir meydana gətirməyə meyllidir. Üstəlik, DNT-yə zərər verən maddələr proteinlər, karbohidratlar, lipidlər və RNT kimi digər biomolekullara zərər verə bilər. Zərərin yığılması, yəni replikasiya zəncirlərini dayandıran cüt telli qırılma və ya əlavə maddələr, DNT zədələnməsinə qlobal cavab vermək üçün bilinən stimullaşdırıcı siqnallardan biridir.Yaralanmaya qlobal reaksiya hüceyrələrin özlərini qorumaq və makromolekulyar təmir, bypass, tolerantlıq və ya apoptoz üçün birdən çox yolu tetiklemek üçün hərəkətdir. Qlobal reaksiyanın ümumi xüsusiyyətləri bir neçə genin induksiyası, hüceyrə dövrünün tutulması və hüceyrənin bölünməsinin qarşısını almaqdır[5].

YaşlanmaRedaktə

DNT təmirinin genetik çatışmazlığı olan eksperimentlərda tez-tez ömür uzunluğu azalır və xərçəng xəstəliyi artmaqdadır. Məsələn, dominant NHEJ cığırında və telomer saxlama mexanizmlərində çatışmayan siçanların lenfoma və infeksiyalara yoluxma ehtimalı daha yüksəkdir və nəticədə vəhşi tip siçanlardan daha qısa ömür sürürlər[6]. Eynilə, DNT zəncirlərini açan, təmir və transkripsiya üçün əsas zülalda çatışmayan siçanlar, qocalıqla əlaqəli xəstəlikləri vaxtından əvvəl inkişaf etdirir və nəticədə ömürlərini qısaldır. Bununla birlikdə, hər DNT-nin bərpa çatışmazlığı dəqiq proqnozlaşdırılan təsirlər yaratmır; NER cığırında çatışmayan siçanlar müvafiq olaraq daha yüksək mutasiya dərəcəsi olmadan daha qısa ömür sürdülər[7]. DNT zədəsi hüceyrənin onu düzəltmə qabiliyyətini aşarsa, səhvlərin yığılması hüceyrəni aşaraq erkən yaşlanmağa, apoptoz və ya xərçəngə səbəb ola bilər. DNA təmirinin düzgün işləməməsi ilə əlaqəli irsi xəstəliklər erkən yaşlanmaya, kanserogen maddələrə qarşı həssaslığın artmasına və buna görə xərçəng riskinin artmasına səbəb olur[8] . Digər tərəfdən, bilinən şüalanmaya davamlı orqanizm olan Deinokokkus radiodurans kimi inkişaf etmiş DNT təmir sistemlərinə sahib orqanizmlər, radioaktivliyin ikiqat təsirlərinə qarşı böyük bir müqavimət göstərir[9].

İstinadlarRedaktə

  1. 1 2 "Nature Reviews Series: DNA damage". Nature Reviews Molecular Cell Biology. 5 Jul 2017. İstifadə tarixi: 7 Nov 2018.
  2. 1 2 Lodish H, Berk A, Matsudaira P, Kaiser CA, Krieger M, Scott MP, Zipursky SL, Darnell J. Molecular Biology of the Cell (5th). New York: WH Freeman. 2004. səh. 963.
  3. 1 2 Browner WS, Kahn AJ, Ziv E, Reiner AP, Oshima J, Cawthon RM, və b. "The genetics of human longevity". The American Journal of Medicine. 117 (11). December 2004: 851–60. CiteSeerX 10.1.1.556.6874. doi:10.1016/j.amjmed.2004.06.033. PMID 15589490.
  4. Acharya PV. "The isolation and partial characterization of age-correlated oligo-deoxyribo-ribonucleotides with covalently linked aspartyl-glutamyl polypeptides". Johns Hopkins Medical Journal. Supplement (1). 1971: 254–60. PMID 5055816.
  5. Broad, William J. "Nobel Prize in Chemistry Awarded to Tomas Lindahl, Paul Modrich and Aziz Sancar for DNA Studies". The New York Times. 7 October 2015. İstifadə tarixi: 7 October 2015. (#parameter_ignored)
  6. Tanaka T, Halicka HD, Huang X, Traganos F, Darzynkiewicz Z. "Constitutive histone H2AX phosphorylation and ATM activation, the reporters of DNA damage by endogenous oxidants". Cell Cycle. 5 (17). September 2006: 1940–45. doi:10.4161/cc.5.17.3191. PMC 3488278. PMID 16940754.
  7. Moore JK, Haber JE. "Cell cycle and genetic requirements of two pathways of nonhomologous end-joining repair of double-strand breaks in Saccharomyces cerevisiae". Molecular and Cellular Biology. 16 (5). May 1996: 2164–73. doi:10.1128/mcb.16.5.2164. PMC 231204. PMID 8628283.
  8. Wilson TE, Grawunder U, Lieber MR. "Yeast DNA ligase IV mediates non-homologous DNA end joining". Nature. 388 (6641). July 1997: 495–98. Bibcode:1997Natur.388..495W. doi:10.1038/41365. PMID 9242411. (#parameter_ignored)
  9. Kobayashi Y, Narumi I, Satoh K, Funayama T, Kikuchi M, Kitayama S, Watanabe H. "Radiation response mechanisms of the extremely radioresistant bacterium Deinococcus radiodurans". Uchu Seibutsu Kagaku. 18 (3). November 2004: 134–35. PMID 15858357.