DNAVerletzungen

DNAVerletzungen bezeichnet Schäden an der Desoxyribonukleinsäure, die Struktur oder Sequenz der Erbsubstanz beeinträchtigen können. Zu den häufigsten Formen gehören Basenmodifikationen, Basenverlust, Einzelstrangbrüche, Doppelstrangbrüche, Quervernetzungen und Interstrangverknüpfungen. Solche Schäden können die genetische Information verändern, Chromosomenaberrationen verursachen und zu Zelltod oder Seneszenz beitragen.

Ursachen sind vielfältig: Endogene Faktoren wie reaktive Sauerstoffspezies, Replikationsfehler und spontane chemische Reaktionen; exogene Faktoren wie Ionisationsstrahlung, UV-Licht, chemische Substanzen einschließlich Alkylanzien, Interkalanten und Platinverbindungen. Die Zellen verfügen über mehrere Reparaturwege, die je nach Schadensart zum Einsatz kommen.

Kleine Basenmodifikationen repariert die Basen-Exzisions-Reparatur (BER), größere Schäden durch Nukleotid-Exzisions-Reparatur (NER). Fehlpaarungen und Replikationsfehler werden von der Mismatch-Reparatur korrigiert. Doppelstrangbrüche können durch Nicht-homologe Endverknüpfung (NHEJ) oder durch homologe Rekombination (HR) beseitigt werden. Interstrangcrosslinks und vernetzte Schäden werden oft über spezialisierte Pfade repariert, koordiniert durch den Fanconi-Anämie-Signalweg. Wesentliche zelluläre Antworten umfassen ATM- und ATR-gesteuerte DNA-Schadensreaktionen, die einen Zellzyklus-Arrest auslösen und häufig zu Apoptose oder Seneszenz führen.

Nachweise erfolgen unter anderem durch die Detektion von γ-H2AX-Foci oder den Comet-Assay; Sequenzierung liefert Informationen über Mutationen. Das Verständnis von DNAVerletzungen ist zentral für Krebsforschung, Strahlen- und Chemotherapie sowie für das Verständnis von Alterungsprozessen. Präventionsmaßnahmen zielen darauf ab, schädliche Expositionen zu minimieren und oxidativen Stress zu reduzieren, soweit möglich.