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8-Oxoguanin

Synonyme: 7,8-Dihydro-8-oxoguanin, 8-Oxo-7,8-dihydroguanin, 2-Amino-7,9-dihydro-1H-purin-6,8-dion

1 Definition

8-Oxoguanin, kurz 8-OxoG, ist eine oxidative Modifikation der Base Guanin und einer der häufigsten DNA-Schäden.

2 Ursachen

Freie Hydroxylradikale von reaktiven Sauerstoffspezies (ROS) können alle DNA-Basen oxidieren. Guanin ist wegen seines niedrigen Redoxpotentials besonders anfällig für Modifikationen.[1] Dieser Schaden kann über 1.500 mal pro Tag pro Zelle auftreten.[2]

3 Biologische und medizinische Bedeutung

8-Oxoguanin ist der stabilste oxidative Schaden und besitzt ein sehr großes Mutationspotential. In seiner oxidierten Form kann Guanin eine Basenpaarung mit Adenin eingehen, wodurch es in der Replikation zu einer GC-AT-Transversion kommen kann. Wird 8-Oxoguanin während der Replikation eingefügt, kann dies zu einem Doppelstrangbruch führen. Es spielt daher eine große Rolle in der Mutagenese und Karzinogenese.[3]

Aufgrund seiner Eigenschaften wird 8-Oxoguanin in der Labormedizin als Marker für oxidativen Stress und DNA-Schäden verwendet. Die Detektion erfolgt über spezifische Antikörper.[4] Hohe 8-OxoG Werte sind ein Indikator für eine gestörte DNA-Reparatur und sind mit einem erhöhten Krebsrisiko, insbesondere für Nicht-kleinzellige Bronchialkarzinome assoziiert.

4 Reparatur

8-Oxoguanin wird mittels der Basen-Exzisionsreparatur repariert. Die Glykosylase OGG1 erkennt die modifizierte Base und entfernt sie durch hydrolytische Spaltung der N-glykosidischen Bindung. Sollte bereits eine Transversion durch die Replikation stattgefunden haben, entfernt die MYH-Glycosylase ebenfalls das fälschlich eingebaute Adenin auf dem komplementären Strang. Hierbei sind auch Proteine der Fehlpaarungsreparatur beteiligt.[5]

5 Quellen

  1. Crespo-Hernandez, C. E., Close, D. M., Gorb, L. & Leszczynski, J. Determination of redox potentials for the Watson-Crick base pairs, DNA nucleosides, and relevant nucleoside analogues. J Phys Chem B 111, 5386-5395, doi:10.1021/jp0684224 (2007).
  2. Bruce Alberts: Molekularbiologie der Zelle. Wiley-VCH Verlag, 2017, S. 299
  3. Aguiar, P. H. et al. Oxidative stress and DNA lesions: the role of 8-oxoguanine lesions in Trypanosoma cruzi cell viability. PLoS Negl Trop Dis 7, e2279, doi:10.1371/journal.pntd.0002279 (2013).
  4. Persinger, R. L. et al. Imaging techniques used for the detection of 8-oxoguanine adducts and DNA repair proteins in cells and tissues. Exp Gerontol 36, 1483-1494 (2001).
  5. Fortini, P. et al. 8-Oxoguanine DNA damage: at the crossroad of alternative repair pathways. Mutat Res 531, 127-139 (2003).

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