background image

Uszkodzenia i naprawa 

DNA

Joanna Łanuszewska

background image

Egzogenne i endogenne źródła 

uszkodzeń DNA

• Uszkodzenia egzogenne

– Słońce (promieniowanie UV)
– Grzyby (pleśnie) i substancje przez nie wydzielane
– Produkty spalania tytoniu
– Zanieczyszczenie powietrza (np. produkty spalania węgla i 

węglowodorów)

– Promieniowanie jonizujące (promieniowanie gamma, X)
– Leki i inne ksenobiontyki

• Uszkodzenia endogenne

– Uszkodzenia oksydacyjne
– Spontaniczne zaburzenia struktury (błędy polimerazy, spontaniczne 

deaminacje)

– Rekombinacja V(D)J
– Genetyczna podatność na uszkodzenia

background image

Konsekwencje uszkodzenia DNA – 

synteza białek

background image

Budowa DNA, chromatyna 

background image

Reaktywne atomy 

pierścieni puryn i pirymidyn

Tymina                        Adenina

Cytozyna                       Guanina

background image

Typy uszkodzeń DNA

background image

Uszkodzenia oksydacyjne w komórce 

obejmują również DNA

background image

Uszkodzenia oksydacyjne DNA (8-

oxodG)

Oddychanie  tlenowe  powoduje  powstawanie  wolnych  rodników 
tlenowych,
do najważniejszych z nich należą:
Rodnik hydroksylowy
Rodnik ponadtlenkowy
Nadtlenek wodoru (woda utleniona)

Innymi  źródłami  wolnych  rodników  są  promieniowanie  jonizujące, 
czynniki radiomimetyczne, enzymy redukujące i utleniające.

Wolne rodniki powodują utlenianie zasad (np. powstawanie 8-oxoG) i 
pęknięcia nici DNA

background image

Przykłady innych uszkodzeń 

oksydacyjnych 

w DNA

background image

Podwójne pęknięcia nici – bardzo 

poważne uszkodzenie DNA

Pęknięcia takie powstają 
przez działanie 
promieniowania jonizującego, 
czynniki radiomimetyczne i 
inhibitory topoizomerazy II.

Promieniowanie jonizujące 
powoduje powstawanie 
końców, które nie mogą 
zostać polączone przez 
ligazę.

Takie nie naprawione 
uszkodzenia mogą być 
przyczyną pęknięć 
chromosomów i utraty części 
materiału genetycznego.

background image

Deaminacja  zasad  azotowych 
powoduje wystąpienie błędnego 
parowania  pomiędzy  zasadami 
w DNA.
Również  usunięcie  zasady  nie 
pozwala na właściwe parowanie 
zasady naprzeciwległej

background image

Promieniowanie ultrafioletowe powoduje 

powstawanie dimerów tymidynowych 

i 6-4 fotoproduktów

background image

Wiele związków pierścieniowych może 

przyłączać się do zasad azotowych 

tworząc addukty

Wiele  tych  związków  ulega  w  organizmie  dodatkowej  obróbce 
oksydacyjnej, 
co powoduje zwiększenie ich reaktywności i intensywniejsze tworzenie 
adduktów

background image

Substancje alkilujące powodują 

przyłączanie grup metylowych lub 

etylowych do zasad azotowych

background image

Uszkodzenia DNA powoduje też 

wiele leków przeciwnowotworowych, 

np. cisplatyna

background image

Uszkodzenia DNA mogą powodować 

mutacje

Istniejące uszkodzenie 
DNA (może zostać 
naprawione)

Mutacja: 

prawidłowe 

zasady 

w niewłaściwym 

miejscu (nie 

może zostać 

naprawiona)

background image

Niektóre biologiczne skutki 

różnych czynników uszkadzających 

DNA

background image

Mutacje w sekwencjach kodujących 

powodują różne uszkodzenia białek

 

background image

Odpowiedź na uszkodzenia 

DNA

background image

Uszkodzenie DNA wywołując różne 

efekty w komórce powoduje różne 

skutki dla komórek i całych 

organizmów

background image

Regulacja cyklu komórkowego jest jedną

z podstawowych odpowiedzi na 

uszkodzenie DNA

background image

Rozpoznanie 

uszkodzenia 

przez specyficzne 

białka powoduje 

aktywację procesu 

zatrzymującego 

cykl komórkowy 

w określonych 

miejscach

background image

Tzw. punkty kontrolne cyklu pozwalają

na wydłużenie czasu koniecznego do 

naprawy uszkodzeń

background image

Sygnalizacja uszkodzeń DNA jest 

konserwatywna:

te same białka biorą w niej udział u 

wszystkich Eucaryota

ATRIP

background image

Najlepiej poznany jest szlak 

zatrzymujący cykl komórkowy po 

zarejestrowaniu podwójnych pęknięć 

DNA

background image

Rozpoznanie uszkodzenia przez białko ATM 

lub ATR powoduje fosforylację jednego z 

histonów, przyłączenie mediatorów (białek 

pomocniczych) 

i aktywację białek efektorowych 

(wykonawczych)

background image

Białka efektorowe powodują 

zatrzymanie cyklu komórkowego

background image

Aktywacja szlaków sygnałowych 

po powstaniu dwuniciowych pęknięć 

DNA

background image

Aktywacja białka p53

background image

Zatrzymanie cyklu w fazie G1

background image

Indukcja zatrzymania cyklu komórkowego w 

fazie  G2


Document Outline