Excisieherstel

Excisieherstel is een verzamelnaam voor de groep van DNA-herstelmechanismen die beschadigde onderdelen van het DNA verwijderen en daarna de ontbrekende nucleotiden vervangen. Deze processen zijn cruciaal voor het behoud van genomische integriteit en voorkomen mutaties die kunnen leiden tot ziekten zoals kanker of veroudering.

De belangrijkste typen excisieherstel zijn base-excisieherstel (BER) en nucleotide-excisieherstel (NER). BER richt zich op kleine, specifieke beschadigingen van basen, zoals oxidatieve of gechemische modificaties. Hierbij herkennen DNA-glycosilasen de beschadigde base en verwijderen deze, waardoor een apurine- of apyrimidin-sitse (AP-site) ontstaat. Een AP-endonuclease snijdt het suiker-fosfaatrugske, waarna DNA-polymerase de ontbrekende nucleotiden invult en DNA-ligase de streng afsluit. BER kan kort-patch of lang-patch herstel omvatten, afhankelijk van de context en de aanwezige glutpot.

NER behandelt grotere, scheurtjes of bulky lesies zoals pyrimidine-dimeters gevormd door UV-straling of chemische adducten. Global Genomic NER detecteert schade doorheen het genoom, terwijl Transcription-Coupled NER schade snel repareert in actief begripte genen. Na detectie worden de beschadigde strengen door meerdere nucleasen vervangen; typisch komen er twee incisiepunten bij XPF-ERCC1 en XPG tot stand, waardoor een korte fragment wordt verwijderd. De ontbrekende nucleotiden worden vervolgens door DNA-polymerase ingevuld en ligase sluit de circa 24–32 nucleotide lange gap.

Fouten in excisieherstel verhogen het risico op mutaties en kanker en dragen bij aan erfelijke aandoeningen zoals xeroderma pigmentosum, Cockayne-syndroom en andere DNA-repairsstoornissen. In organismen variëren de specifieke eiwitten en regulaties, maar het centrale principe—het verwijderen van beschadigd DNA en het herstellen van de streng—is universeel.