DNA-Reparatur

1 Definition [bearbeiten]

Unter DNA-Reparatur versteht man verschiedene biochemische Mechanismen, die mit Hilfe von Enzymen Schäden in der DNA beseitigen.

Ohne diese Reparaturmechanismen, wäre eine fehlerfreie Replikation der DNA nicht möglich, insbesonders, da es während der Replikation ständig zu Fehlern durch die replizierenden Enzyme kommt.

2 Reparaturmechanismen [bearbeiten]

2.1 Proofreading [bearbeiten]

Der erste Reparaturmechanismus, der bei der DNA-Replikation zum Tragen kommt ist das so genannte Proofreading (engl. für Korrekturlesen). Hierbei kann die menschliche Polymerase γ in 3'-5'-Richtung Fehler, die sie selber verursacht hat, sofort reparieren.

Dies ist auch der Grund, warum die Replikation beim Menschen nur mit 50 Nucleotiden pro Sekunde und nicht wie bei Bakterien mit ca. 1000 Nukleotiden pro Sekunde abläuft. Bei Bakterien fehlt das proofreading völlig.

2.2 Exzisionsreparatur [bearbeiten]

Durch eine spezifische Exzisionsendonuklease wird ein DNA-Abschnitt samt fehlerhaftem Bereich aus dem DNA-Strang herausgeschnitten.

Der fehlende Abschnitt wird durch eine DNA-Polymerase, diesmal mit der richtigen Sequenz ersetzt. Die DNA-Ligase verbindet den Strang wieder.

2.3 Reparatur durch Photolyase [bearbeiten]

Photolyasen nutzen Energie aus UV-Strahlung, um Dimere welche sich in einem DNA-Strang gebildet haben, aufzulösen. Der Mechanismus findet ohne das Schneiden der DNA statt und findet sich nicht beim Menschen.

2.4 Rekombinationsreparatur [bearbeiten]

Wird während der Replikation der DNA ein Fehler auf einem Strang erkannt, wird dieser Abschnitt nicht repliziert.

Nach der Replikation wird die Lücke durch die fehlerlose Sequenz des 2. Stranges aufgefüllt und eine Polymerase komplettiert den 2. Strang wieder vollständig.

3 Medizinische Relevanz [bearbeiten]

Unter vielen anderen ist vor allem die Krankheit Xeroderma pigmentosum bekannt, welche auf ein fehlerhaftes Reparatursystem zurückzuführen ist.

Hierbei kommt es vermehrt zu Schäden durch UV-Strahlung in der Haut und durch die fehlende Reparatur zu einer starken Erhöhung der Tumorneigung.