DNA REPAIR Dyah Ratna Budiani Bagian Patologi Anatomi, Fakultas Kedokteran, Universitas Sebelas Maret.
Fungsi DNA REPAIR Mempertahankan
susunan normal bahan genetik sel agar tidak terbentuk klonal sel anakan yang mengalami mutasi genetik, dengan demikian munculnya fenotipe mutan dapat diatasi. Koreksi adalah mekanisme untuk : SURVIVAL
WHY ? DNA
adalah molekul yang relatif stabil, karena DNA adalah makromolekul pembawa sifat genetik. Struktur kimianya memungkinkan DNA mampu berlaku sebagai makromolekul yang stabil. Namun demikian Repair tetap diperlukan untuk menjaga sistem normal kehidupan DNA Repair, sangat memungkinkan karena DNA terdiri atas 2 untai jika salah satu strand salah bisa dihapuskan dan diganti baru dengan cetakan untai lain yang tidak mengalami kesalahan.
Potesial mutasi = 1 untuk setiap 104 pasangan basa dalam 10 gen selama replikasi.(atau 1/10 per gen per generasi). Bakterial mutation rate = 10-5 sampai dengan 10-6 mutasi/gen/ generasi. E.coli
DNA Damage Spontaneous
mutation Catalyzed by environment factors. Terjadi paling sering akibat/ pada kesalahan pada waktu replikasi DNA. Lesi DNA = unpaired base pairs, jika permanent disebut dengan MUTASI gen
Lesi DNADNA Repair DNA lesion
Cause
Missing Base
Acid & Heat remove purines(104 purine per day per cell in mamals)
Altered base
Ionizing radiation; alkylating agents.
Incorrect base
Spontaneous deaminations: CU, A hypoxanthine.
Delition/ Insertion
Intercalating agents (e.g., acridine dyes)
Cyclobutiril dimer
UV irradiation
Strand Breaks
Ionizing radiation; chemicals (Bleomycin)
Cross-linking of strands
Psoralen derivatives(light activated), mitomycin C (antibiotic)
REPLIKASI SPONTANEOUS MUTATION ENV. FACTORS Induksi
DNA damage
NORMAL PHENOTIPE
NORMAL GENOTIPE
DNA REPAIR
Mutasi Mutasi substitusi (1 atau lebih bp) Silent mutation, jika mutasi terjadi pada gen non essensial/ tidak merubah fungsi gen. Frame shift mutation mampu merubah fungsi biologis dan sifat kimia produk gen. Cancer : terjadi akumulasi mutasi merubah fenotipe normal malignant fenotipe. Mutasi pada gen-gen yang mengkode enzimensim Repair DNAefek katastropik.
Aktivitas Repair
Lesi DNA : aktivitas eksonuklease 3’--->5’ : memotong pasangan basa N yang salah pasang, membuangnya dan menggantinya dengan pasangan yang benar (aktivitas DNA Polimerase I). Ligase menyambung untai DNA yang terpisah setelah direpair.
JENIS-JENIS LESI DNA 1.
2.
3.
Radiasi uv : dapat menyebabkan pembentukan cyclobuttyl dimers Timin dimers. Pada pH dan T fisiologis : ikatan Nglikosidik mengikat purin(Adenin/Guanine) ke sugar phospat backbone kadang-kala lepas secara spontan (Depurinasi). Deaminasi : hilangnya gugus amin pada sitosin uracil.
Damage Reversal Kerusakan DNA pada posisi original tanpa replacement of constituents.
Paparan sinar UV mengasilkan pembentukan dimer pirimidin-pirimidin sklobutanedan (64) photoproducts( produksi satu ikatan antara posisi 6 dan 4 pada cincin pirimidin. Pd sel mamalia : repair by nucleotide excision repair.
Sejumlah agen alkilasi yang telah diketahui berpotensi sebagai karsinogen : aalkilasi pada posisi O6 pada guanine dan O4 pada timin
Exicion Repair
Diinduksi oleh glikosilasi. Basa N yang salah pasang dipotong dan dihapus.
Undamaged strand
deaminasi
Damaged strand
•Uracil DNA glycosilase •AP endonuklease (memotong) •Exonuklease •DNA Polimerase I mengkopi strad komplementer •Ligase
Exicion Repair
Exicion Repair of E. coli DNA
UvrABC mechanism. Contohmya Timin dimer distorsi pada bentuk normal DNA. Melibatkan protein kompleks UvrA, UvrB dan UvrC : mendekati lesi DNA sepanjang 12 bp panjangnya helicase membuka dan memmungkinkan 12 bp yang salah tadi untuk meninggalkan strand . Selanjutnya DNA pol I mengisi Gap dan terakhir Ligase menghubungkan gugus oh & Phospat (nick).
Exicion repair DNA
Human exision repair
Mismatch Repair mismatch repair(MMR) system in E. Coli is capable of repairing single base mispairs and small insertion/deletion mispairs leading to loops of up to four or more bases(Kclodner , 1995) :
Pengenalan posisi mismatch oleh beberapa protein tertentu
