תיקון DNA הוא תהליך המתבצע בתאיהם של אורגניזמים שונים במטרה לתקן נזקים שנגרמו לחומר התורשתי ועלולים לגרום למוטציות ואף לסרטן. מנגנוני התיקון הם מנגנונים של חלבון אחד או יותר המזהים ומתקנים נזקים אלו. מחלות תורשתיות מסוימות נגרמות ממוטציה הפוגעת במנגנוני תיקון אלה.
נזקי DNA
במהלך הזמן נחשף כל אורגניזם לגורמים אשר עלולים לגרום נזקים שונים ל-DNA שלו. הגורמים יכולים להיות פנימיים, כגון רדיקלים חופשיים וטעויות של DNA פולימראז, או חיצוניים כגון חומרים מיטוגניים וקרינה מייננת. הנזקים עלולים להיות שברים חד-גדיליים או דו-גדיליים בגדילי ה-DNA, דימרים של נוקלאוטידים (לרוב טימידינים או, פחות מכך, ציטוזינים),
החסרת נוקלאוטיד, או שינוי כימי בנוקלאוטיד. שינויים אלה עשויים לגרור מספר בעיות בתא, החל מיצירת חלבונים מוטנטיים וכלה בבעיות בהכפלת ה-DNA בתהליך התחלקות התא.
מנגנוני תיקון
מנגנוני התיקון יכולים לעשות שימוש בחלבון יחיד, כמו ה-PRE, אנזים הפוטוריאקציה בחיידקים, המפרק דימרים של נוקלאוטידים באמצעות אנרגיית האור והאנזים אינסרטאז המכניס בסיס במקום בו יש פער; ויכולים להיות מורכבים ממספר רב של חלבונים הפועלים באינטראקציה אחד עם השני. ככלל, ברוב המערכות חייב להיות מנגנון זיהוי הנזק, לצד מנגנוני תיקון, שפעמים רבות חותכים את האזור הפגוע, ומשלימים אותו באמצעות הגדיל המשלים, או, במקרים מיוחדים, באמצעות הכרומוזום ההומולוגי.
מנגנוני התיקון, ככלל, מושרשים מוקדם מאוד באבולוציה, שכן קרינה היוותה בעיה כבר בתקופות ראשית החיים, אך ידועים מנגנונים שונים שפותחו אצל האאוקריוטים, משום שאופן אריזת ה-DNA שלהם שונה.
מנגנוני תיקון מרכזיים הם:
- nucleotide excision repair - NER- מנגנון המחליף מודיפיקציות המפריעות למבנה הדו גדיל ולהכפלה, מקטעים כמו TT דימרים, בכלל הגנום, בדרך כלל מוטציות שנוצרו על ידי UV
- Transcription coupled repair - TCR- מנגנון דומה, מיוחד לגנים פעילים בתא
- Base excision repair - BER- מנגנון להוצאת נוקלאוטיד שיש בו פגם בבסיס החנקני בלבד, או שהבסיס חסר או שהבסיס עבר מדיפיקציה שמונעת את צימוד הבסיסים.
- Mismatch repair - MMR- מנגנון לתיקון טעויות בזוג בסיסים בסמוך לזמן ההכפלה, כשהגדיל המקורי משמש לתיקון על ידי זיהוי מתילציה.
- SOS repair - מנגנון שכפול דנ"א אשר "מדלג" על מקטעים בעייתיים ויוצר שגיאות בשכיחות גבוהה יחסית, כאשר הנזק אינו בר תיקון, אך יש עניין בהכפלה בכל זאת.
חלק מן המנגנונים פעילים כרגיל בתא, וחלקם נכנס לפעולה רק במצבים שבהם זוהה נזק.
במקרים שבהם התא לא הצליח לתקן את הנזקים, עשוי להיווצר תהליך של אפופטוזה, מוות תאי מתוכנן של התא, למניעת מצבים שבהם עודף נזקים ב-DNA מוביל לסרטן.
ראו גם
קישורים חיצוניים
