2 DNA-Reparatur

• Basenveränderung

• Basenverlust

• Doppelstrangbruch

• Einzelstrangbruch

-> DNA wird ständig beschädigt, verändert sich spontan und Fehler entstehen

-> DNA wird in der Zelle ständig kontrolliert und repariert

• Passiert, wenn eine Base eines Nukleotids beschädigt ist

• Oft bei Cytosin, durch Verlust einer Aminogruppe wird es zu Uracil

  -> Uracil kann nicht mit Guanin binden

• Mechanismus:

  -> Glykosylase entdeckt Defekt und entfernt Base

  -> Rest des Nukleotids wird entfernt

  -> DNA-Polymerase füllt die Lücke auf

• UV-Strahlung kann Thymin-Dimere bilden

• uvrAB: Endecken den DNA-Schaden

• uvrC: Exonuklease -> schneidet 12 Nukleotide heraus

• DNA-Polymerase füllt die Lücke

• uvrD: Helikase -> Verknüpft Fragmente

• Während der Zellteilung wird eine falsche Base eingebaut

• MutS und MutL endecken Mismatch

• MutH bindet an Methylierung vom Orginalstrang

  -> Neusynthetisierter Strang noch keine Methylierung

• Fehler wird entfernt und DNA-Polymerase füllt Lücke auf

• Tödliches Problem für die Zelle

  -> Replikation kann nicht über den Bruch hinweg

  -> Der Bruchteil ohne Zentromer wird nicht aufgeteilt

• Unerwünscht durch: Ionische Strahlung, Replikation an nicht reparierten Einzelstrangbrüchen

• Erwünscht bei: Meiose (Crossing over), Rekombination von Immunglobulin-Genen

• ca. 70000 DNA Veränderungen pro Zelle pro Tag

  -> Meisten werden repariert

• ca. 40 Veränderungen werden vererbt

• C-NHEJ

• HR

• SSA

• Alt-EJ

• keine homologe Vorlage benötigt

• gebrochene Enden werden direkt ligiert

• führt zu kleinen Insertionen oder Deletionen

• benötigt: Ku, Nuklease, DNA-Polymerase, Ligase

• Dauer ca. 10-30 min

• Es können unterschiedliche Resultate herauskommen -> 0-15 bp Abbau bis zu 25 bp

• Schlüsselprotein für NHEJ

• Ku bindet als erste Protein (sequenzunspezifisch)

• es gibt viele (40000) Moleküle/Zelle

• Werkzeuggürtel, an dem viele Komponenten andocken können

• Ku-DNA-Komplex rekrutiert DNA-abhängige Protein-Kinase, Nuklease, Polymerase und Ligase

• Ku70-Ku80 Dimer bildet “Ring” um dsDNA

  -> Ku70 verhindert rutschen auf DNA

  -> 70% der Oberfläche bleibt exponiert für Reparatur

• beide Enden des DSB binden Ku

• Backup-Mechanismus, wenn klassische NHEJ nicht funktioniert

• Fehlerhafter als NHEJ

• benötigt PARP1, XRCC1, Ligase I/III, MRN-Komplex

• nicht identisch mit MMEJ, aber oft synonym

  -> MMEJ aktiv ohne core-NHEJ Faktoren

  -> MMEJ benötigt micro-Homologien

• Oft Synonym für alt-NHEJ

  -> MMEJ aktiv ohne core-NHEJ Faktoren

  -> MMEJ benötigt micro-Homologien

• Im Gegensatz zu NHEJ werden kurze Homologien benötigt

• es gibt meist keine direkte Homologie am DSB

• Nächste Homologie von 5-25 bp wird genommen

  -> führt zu Deletionen

• Ist unteranderem bei Reparaturmechanismen wie beim MMEJ beteiligt

• Essentiell zum Einbau der T-DNA ins Pflanzengenom

• Kopie des genetischen Materials benötigt

• korrekte Reparatur

• MRN-Komplex nötig

  -> Erste Antwort auf DSB, stoppt Zellteilung

• Schlüsselprotein RAD51

  -> Bindet am 3`OH Ende

  -> Verbindet Stränge

• Es kann crossover passieren

• Schlüsselprotein von HDR

• homolog zu bakteriellem RecA

• hochkonserviert in Eukaryoten

• bildet Filamente

• Sucht nach Homologien

• vermittelt homologe Rekombination

• in somatischen Zellen aktiv

• benötigt lange Homologien (15-400) zwischen DSB-Strang und Template

• benötigt z.T. Faktoren wie beim HDR

• RAD52-abhängig!!

• Gesamter Zyklus -> NHEJ

• G2 und S Phase-> MMEJ, HDR, SSA

  -> Nur da ist ein Schwesterchromatin vorhanden