DNA-reparasjon

Dersom DNA ryker i en av de to ryggradene i dobbelheliksen, kan det enkelt repareres av et enzym kalt DNA-ligase. Enzymet limer sammen de to sidene av bruddet ved å gjenopprette den kjemiske bindingen.

Dersom DNA ryker i begge trådene som utgjør dobbelheliksen, kan denne skaden også repareres. Cellen bruker da det andre kromosomet i paret som mal og fyller inn det området som mangler, kalt reparasjon ved homolog rekombinasjon. Noen ganger skjer ikke dette, men cellen bare skjøter DNA-trådene sammen uten å reparere, kalt ikke-homolog endesammenføyning (eng. non-homologous end joining). Da kan det hende at noe DNA går tapt, ekstra byggesteiner kommer inn eller rekkefølgen på byggesteinene blir annerledes enn opprinnelig.

I DNA er alltid basene T og A koblet sammen, tilsvarende er G og C koblet sammen. Dette kalles baseparing og utgjør et fundament i hvordan DNA er bygget opp. Når DNA kopierer seg selv under celledeling (DNA-replikasjon), kan det skje feil, og det oppstår basepar som ikke matcher. For eksempel kan en A settes inn istedenfor G, og man får det ikke-matchende baseparet C-A. De aller fleste av disse feilene fanges opp av cellens egen korrekturlesing og repareres av enzymet DNA-polymerase i 99 prosent av tilfellene.

Mekanismen for reparasjon er at den ene DNA-tråden kuttes over på hver side av der feilen oppstod. Den lille DNA-biten brytes ned og erstattes av nye byggesteiner (nukleotider) slik at alle baseparene blir riktige. Cellen vet hvilken av de to DNA-trådene den skal reparerer fordi den nye tråden som inneholder feilen har færre markører på seg i form av metylgrupper.

Denne mekanismen kan også reparere de fleste skader som er små insersjoner og delesjoner.

Byggesteinene i DNA, nukleotider, består av sukker, fosfat og en base som enten er A, T, G eller C. Basene i seg selv kan bli ødelagt ved at den kjemiske strukturen deres endres. Disse skadene skjer hver eneste dag i hver eneste celle, og de aller fleste av dem blir reparert. Cellene har en mekanisme for å fjerne basene og reparere dem. På engelsk kalles det base excision repair, og det kan oversettes til norsk med base-fjerning-reparasjon.

Det fins åtte ulike enzymer som kjenner igjen ulike typer ødelagte baser. Disse scanner DNA for feil hele tiden og fjerner de ødelagte basene når de finner dem. Et annet enzym fjerner sukkeret, og et tredje fyller igjen hullet med en ny byggestein.

Eksempler er deaminering av basen cytosin til uracil, og deaminering av basen guanin til 8-oxoguanin. En annen typisk skade er depurinering, det vil si hydrolyse av bindingen mellom adenin og guanin og deoksyribose. Hydrolysen skjer spontant under fysiologiske forhold og fører til dannelse av et apurinsete i DNA. Det dannes rundt 10 000 slike apurinseter i hver celle i menneskekroppen.

Større skader enn de som er beskrevet over, repareres av en annen mekanisme. På engelsk kalles den nucleotide excision repair, som på norsk kan oversettes til nukleotid-fjerning-reparasjon. Siden disse skadene er større, må den tvinnede DNA-tråden tvinnes opp i området der skaden har skjedd. Deretter fjernes det skadde området pluss litt ekstra og nye byggesteiner settes inn.