Naprawa DNA

Naprawa DNA – szereg procesów prowadzących do identyfikacji i naprawy zmian w cząsteczkach DNA w żywej komórce. W komórkach organizmów żywych procesy metaboliczne i czynniki środowiskowe mogą powodować uszkodzenie DNA. W każdej komórce codziennie ma miejsce nawet milion takich uszkodzeń. Wiele z nich powoduje trwałe zmiany w cząsteczce DNA, które mogą upośledzić albo pozbawić komórkę możliwości prawidłowej transkrypcji kodowanego przez uszkodzony fragment DNA genu. Inne uszkodzenia mogą skutkować potencjalnie groźną dla genomu komórki mutacją, dotyczącą tej komórki i wszystkich następnych powstałych z niej po podziałach. Oznacza to, że proces naprawy DNA w komórce musi być cały czas aktywny, by móc szybko i skutecznie niwelować skutki każdego uszkodzenia komórkowego DNA.
Powodzenie naprawy DNA zależy od wielu czynników, w tym typu i wieku komórki oraz środowiska pozakomórkowego. W komórce, w której duża ilość DNA uległa uszkodzeniu albo której mechanizmy naprawy DNA nie są wystarczająco efektywne, mogą zajść:
Zdolność komórki do naprawy własnego DNA jest istotna dla integralności fizycznej całego genomu oraz integralności informacji genetycznej, którą niesie, a więc i dla prawidłowego funkcjonowania całego organizmu. Wiele genów które początkowo zidentyfikowano jako wpływające na długość życia komórek, z czasem okazały się być zaangażowane w procesy naprawy i ochrony DNA przed uszkodzeniem. Nieprawidłowy przebieg naprawy zniszczeń komórkowych w komórkach generatywnych może doprowadzić do propagacji mutacji w gametach i w rezultacie, przekazania mutacji potomstwu. Z drugiej strony, między innymi takie mutacje są siłą napędową ewolucji biologicznej.

context: Nagromadzenie uszkodzeń, zwłaszcza typu pęknięć nici DNA albo wiązania do helisy związków chemicznych, uniemożliwiających prawidłową propagację widełek replikacyjnych, jest jednym ze znanych bodźców stymulujących ogólnokomórkową odpowiedź na uszkodzenie DNA. Ogólnokomórkowa odpowiedź na uszkodzenie DNA jest procesem mającym na celu ochronę komórki i angażującym liczne szlaki naprawy, obejścia uszkodzenia, jego tolerancji albo, gdy inne mechanizmy okażą się nieskuteczne, apoptozy. Wspólnymi cechami tej odpowiedzi jest indukcja licznych genów zaangażowanych w naprawę DNA, mechanizmów kontrolnych cyklu komórkowego oraz mechanizmów transportu, segregacji i degradacji białek. Taka odpowiedź transkrypcyjna jest bardzo złożona i ściśle kontrolowana, przez co umożliwia skoordynowaną całościową odpowiedź komórki na uszkodzenie. Ogromna liczba uszkodzeń komórki stawia ją jednak często w sytuacji wymagającej wyboru między uruchomieniem apoptozy i śmiercią, albo przeżyciem obarczonym kosztem uszkodzonego genomu. Wzrost tolerancji na uszkodzenie może prowadzić do zwiększonej przeżywalności, co pozwoli na coraz większe gromadzenie się mutacji w genomie. Drożdżowe białko Rev1 i ludzka polimeraza η należą do rodziny polimeraz TLS DNA Y, obecnych podczas uogólnionej odpowiedzi na uszkodzenie DNA, i są odpowiedzialne za zwiększoną mutagenezę u eukariontów w przebiegu tego procesu.
qas: question: W jakich przykładowych przypadkach dochodzi do pobudzenia takiego procesu naprawy DNA?
answers: text: Nagromadzenie uszkodzeń, zwłaszcza typu pęknięć nici DNA albo wiązania do helisy związków chemicznych, uniemożliwiających prawidłową propagację widełek replikacyjnych
generative_answer: nagromadzenia uszkodzeń, zwłaszcz typu pęknięć nici DNA albo wiązania do helisy związków chemicznych uniemożliwiających prawidłową propagację widełek replikacyjnych

question: Czy proces ten może prowadzić do apoptozy?
answers: text: Ogólnokomórkowa odpowiedź na uszkodzenie DNA jest procesem mającym na celu ochronę komórki i angażującym liczne szlaki naprawy, obejścia uszkodzenia, jego tolerancji albo, gdy inne mechanizmy okażą się nieskuteczne, apoptozy
generative_answer: tak

question: Do czego w konsekwencji prowadzi apoptoza?
answers: text: śmiercią
generative_answer: śmierci

question: Czym finalnie skutkuje zwiększona tolerancja na uszkodzenia DNA?
answers: text: coraz większe gromadzenie się mutacji w genomie
generative_answer: coraz większym gromadzeniem się mutacji w genomie

question: Jakie enzymy odpowiadają u organizmów eukariotycznych za wzmożoną mutagenezę podczas tego procesu naprawy DNA?
answers: text: Drożdżowe białko Rev1 i ludzka polimeraza η
generative_answer: Drożdżowe białko Rev1 i ludzka polimeraza η

context: Niekiedy uszkodzenie DNA nie jest naprawiane albo mechanizm naprawy uszkodzeń DNA zawodzi, co powoduje zmianę w sekwencji DNA. Mutacje mogą być przekazane potomnym komórkom, a jeśli zdarzenie nastąpiło w linii komórek generatywnych, mutacja może się znaleźć w genomie gamety i, ostatecznie, we wszystkich komórkach organizmu potomnego. Tempo ewolucji poszczególnych gatunków (a w węższym ujęciu, poszczególnych genów) jest funkcją współczynnika mutacji. W rezultacie, tempo i dokładność mechanizmów naprawy DNA ma wpływ na proces przemian ewolucyjnych.
qas: question: Czy naprawa DNA następuje zawsze?
answers: text: Niekiedy uszkodzenie DNA nie jest naprawiane
generative_answer: nie

question: Czy mechanizm naprawy DNA jest niezawodny?
answers: text: mechanizm naprawy uszkodzeń DNA zawodzi
generative_answer: nie

question: Jaka jest konsekwencja niedokonania się naprawy DNA?
answers: text: zmianę w sekwencji DNA
generative_answer: zmiana w sekwencji DNA

question: Czemu przekazywana jest każda mutacja DNA?
plausible_answers: text: potomnym komórkom
generative_answer: potomnym komórkom

question: Jakie komórki muszą zostać objęte mutacją, by dotknęła ona genomu gamety?
answers: text: generatywnych
generative_answer: generatywne