Photoreaktivierung
Englisch: Photoreactivation Repair
Definition
Die Photoreaktivierung ist ein DNA-Reparaturmechanismus von durch UV-Strahlung entstandenen Pyrimidin-Dimeren. Dabei nutzt die Photolyase Licht mit einer Wellenlänge von 300-500 nm, um die Bindung des Dimers zu spalten und so den DNA-Schaden direkt rückgängig zu machen.
Vorkommen
Die Photoreaktivierung wurde in zahlreichen Organismen nachgewiesen u.a. in Bakterien, Pflanzen, Pilzen und auch in einigen niedrigen Wirbeltieren, jedoch nicht im Menschen. Diese sind auf die Reparatur durch die Nukleotid-Exzisionsreparatur angewiesen, die ein komplettes DNA-Segment mit der Schadstelle aus der DNA herausschneidet.[1]
Mechanimus
- Eine Photolyase (auch als Photoreactivation Enzyme bezeichnet) bindet spezifisch an Thymin-Dimere. Diese Bindung ist lichtunabhängig und geschieht auch bei Dunkelheit.
- Licht im Wellenlängenbereich von 300-500 nm regt zwei Chromophore innerhalb der Photolyase an.
- Die Photolyase überträgt ein Elektron auf das Thymin-Dimer. Dadurch bildet sich ein Radikal und die Bindung des Dimers bricht auf.
- Die Thymine nehmen ihre urpsprüngliche Konformation ein und die Photolyase löst sich von der DNA.[2]
Geschichte
Die Photoreaktivierung war der erste entdeckte DNA-Reparaturmechanismus der Zelle. Der amerikanische Biologe Albert Kelner beschrieb 1949, dass sich durch UV-Strahlen inaktivierte Escherichia coli Kulturen durch Beleuchtung mit sichtbarem Licht erneut reaktivieren ließen. Zu diesem Zeitpunkt waren aber weder die durch UV-Strahlen ausgelösten Schäden innerhalb der Zelle bekannt, noch deren Reparaturmechanismus.[3]
Quellen
- ↑ Klug, W. S. Concepts of genetics. 10th edn, (Pearson Education, 2012), Seite 388.
- ↑ Kimura, S., Tahira, Y., Ishibashi, T., Mori, Y., Mori, T., Hashimoto, J., & Sakaguchi, K. (2004). DNA repair in higher plants; photoreactivation is the major DNA repair pathway in non-proliferating cells while excision repair (nucleotide excision repair and base excision repair) is active in proliferating cells. Nucleic Acids Research, 32(9), 2760–2767. http://doi.org/10.1093/nar/gkh591
- ↑ Kelner, A. Experiments on photoreactivation with bacteria and other micro-organisms. J Cell Physiol Suppl 39, 115-117 (1952).