Basexcisionsreparation

Basexcisionsreparation, väg genom vilken celler reparerar skadat DNA under DNA-replikation. Basexcisionsreparation bidrar till att säkerställa att mutationer inte införlivas i DNA när det kopieras.

Enkla baser i DNA (adenin, cytosin, guanin och tymin) är känsliga för skador genom spontan alkylering (överföring av en alkylgrupp), deaminering (avlägsnande av en amingrupp) och oxidation (skador av reaktiva syrearter). Skadan kan leda till felaktig basparning, vilket resulterar i substitution av baser eller borttagning av en bas. Dessa mutationer fortlever sedan.

Base excision repair omfattar fem grundläggande steg, som börjar med identifiering och avlägsnande av den muterade basen från DNA-helixen av ett enzym som kallas DNA-glykosylas. Därefter gör ett enzym som kallas AP (apurinic/apyrimidinic) endonukleas ett snitt vid den abasiska platsen, vilket skapar en brytning, eller nick, i DNA-strängen. Platsen ”rengörs” sedan, vilket innebär att olika intermediärer som producerats från strängbrottet och andra kvarvarande kemikalier avlägsnas enzymatiskt som en förberedelse för reparationssyntesen. I de två sista stegen syntetiseras en eller flera nukleotider för att fylla luckan, och brytningen i DNA-strängen förseglas. (En nukleotid är en bas som är kopplad till ett socker och en fosfatgrupp, vilket utgör DNA:s ryggrad.)

DNA-glykosylas har förmågan att känna igen ett antal olika skadade baser. Det kan också avlägsna DNA-baser som är cytotoxiska (skadliga för cellen) eller som kan leda till att DNA-polymeras (ett enzym som deltar i DNA-replikationen) gör fel. Vissa DNA-glykosylaser har visat sig vara bifunktionella och utför den ovan nämnda aktiviteten samt besitter lyasaktivitet, vilket gör det möjligt för dem att klyva DNA-ryggen vid den abasiska platsen. Ett stort antal DNA-glykosylaser är kända. Exempel är uracil-DNA-glykosylaser, enkelsträngsselektivt monofunktionellt uracil-DNA-glykosylas (SMUG1) och tymin-DNA-glykosylas (TDG).