Base excisionsreparation

Base excisionsreparation, vej, hvormed celler reparerer beskadiget DNA under DNA-replikation. Base excision reparation hjælper med at sikre, at mutationer ikke inkorporeres i DNA, når det kopieres.

Enkle baser i DNA (adenin, cytosin, guanin og thymin) er modtagelige for skader ved spontan alkylering (overførsel af en alkylgruppe), deaminering (fjernelse af en amingruppe) og oxidation (skader ved reaktive oxygenarter). Skaderne kan føre til ukorrekt baseparring, hvilket resulterer i substitution af baser eller sletning af en base. Disse mutationer videreføres derefter.

Baseekskisionsreparation omfatter fem grundlæggende trin, der begynder med identifikation og fjernelse af den muterede base fra DNA-helixen ved hjælp af et enzym, der kaldes DNA-glykosylase. Derefter foretager et enzym kaldet AP (apurinisk/apyrimidinisk) endonuklease et snit på det abasiske sted, hvorved der skabes et brud eller et hak i DNA-strengen. Stedet “renses” derefter, hvor forskellige mellemprodukter, der er produceret fra bruddet på strengen, og andre tilbageværende kemikalier fjernes enzymatisk som forberedelse til reparationssyntese. I de sidste to trin syntetiseres et eller flere nukleotider for at udfylde hullet, og indsnævringen i DNA-strengen forsegles. (Et nukleotid er en base knyttet til en sukker- og fosfatgruppe, som udgør DNA’s rygrad.)

DNA-glykosylase har evnen til at genkende en række forskellige beskadigede baser. Det er også i stand til at fjerne DNA-baser, der er cytotoksiske (skadelige for cellen), eller som kan få DNA-polymerase (et enzym, der er involveret i DNA-replikation) til at begå fejl. Nogle DNA-glykosylaser har vist sig at være bifunktionelle, idet de både udfører ovennævnte aktivitet og har lyaseaktivitet, som gør dem i stand til at kløve DNA-ryggen på det abasiske sted. Der findes et stort antal DNA-glykosylaser. Eksempler omfatter uracil-DNA-glykosylaser, enkeltstrengsselektiv monofunktionel uracil-DNA-glykosylase (SMUG1) og thymin-DNA-glykosylase (TDG).