DNAreparatiemechanisme

DNAreparatiemechanismen verwijzen naar de verzameling cellulaire processen die beschadigingen in DNA herstellen om de integriteit van het genoom te waarborgen. Beschadigingen ontstaan dagelijks door replicatiefouten, straling, chemicaliën en oxidatieve stress. Een goed functionerend reparatiesysteem voorkomt mutaties en draagt bij aan de preventie van ziekten zoals kanker.

Belangrijke paden zijn base-excisie-reparatie (BER), nucleotide-excisie-reparatie (NER) en mismatch repair (MMR). BER herstelt beschadigde basen door verwijdering van de beschadigde base, waarna DNA-polymerase de ontbrekende informatie aanvult en ligase de streng sluit. NER verwijdert grotere beschadigingen die meerdere basen omvatten, gevolgd door synthese en ligatie van de gerepareerde streng. MMR corrigeert fouten die tijdens replicatie zijn gemaakt, zoals misparen of kleine inserties en deleties.

Bij dubbele strengbreuken worden twee routes gebruikt: homologe recombinatie (HR), die een foutloze reparatie mogelijk maakt wanneer een zusterchromatide beschikbaar is, en niet-homologe eindverbinding (NHEJ), een snellere maar mogelijk foutgevoelige methode die de uiteinden direct verbindt.

Translesie-synthese (TLS) stelt cellen in staat te repliceren over beschadigde templates met gespecialiseerde polymerasen, meestal ten koste van de nauwkeurigheid en daarmee het ontstaan van mutaties.

De reparatiemechanismen worden gereguleerd door sensor- en signaalroutes zoals ATM en ATR die beschadiging detecteren en reparatiemechanismen activeren. Defecten in deze systemen zijn geassocieerd met genetische aandoeningen en kanker; therapeutische benaderingen benutten vaak de afhankelijkheid van tumoren van specifieke reparatiemechanismen, bijvoorbeeld door PARP-remmers bij BRCA1/2-mutaties.