Alan: Moleküler biyoloji · Düzey: İleri IBO
Replikasyon çatalı
DNA polimeraz, DNA zincirini yalnız 5′→3′ yönünde sentezler; yeni nükleotit, büyüyen zincirin 3′-OH ucuna eklenir. DNA ipliklerinin antiparalelliği, bir kolun sürekli, diğer kolun Okazaki parçaları biçiminde sentezlenmesine yol açar. Primaz başlangıç primerini üretir; helikaz çift ipliği ayırır; topoizomeraz sarmal gerilimini azaltır; kayar kelepçe polimerazın DNA üzerinde kalışını güçlendirir. Bazı replikatif polimerazların 3′→5′ ekzonükleaz düzeltmesi seçiciliği artırır. Düzeltmeden kaçan hataların bazıları mismatch repair ile giderilebilir.
Hasarı sınıflandırma
BER (baz eksizyon onarımı): deaminasyon veya oksidasyon gibi küçük baz hasarlarında özel glukozilazlar hasarlı bazı uzaklaştırır, ardından şeker-fosfat iskeleti işlenir ve DNA doldurulur. NER (nükleotit eksizyon onarımı): DNA heliksini bozan hacimli lezyonlar için çevre nükleotitleri içeren bir bölge kesilip çıkarılır; UV kaynaklı pirimidin dimerleri klasik örnektir. MMR: replikasyon sonrası yanlış eşleşen bazlar ve bazı küçük ekleme/çıkarma halkaları için önemlidir. Çift iplik kırıkları, homolog şablonun kullanılabilirliğine bağlı olarak homolog rekombinasyon veya çeşitli uç birleştirme yollarıyla onarılabilir. Yolak seçimi hücre döngüsü evresine göre değişebilir.
Özgün deney
A ve B hücre hatları aynı UV dozuna maruz bırakılıyor. A'nın sağkalımı %80, B'ninki %22; B hücrelerinde UV fotoproduktlarının çıkarılması da daha yavaş. Bu sonuç B'de NER işlev kaybıyla uyumludur ama tek bir moleküler lezyonu ispatlamaz. Hücre döngüsü hızı, hücre türü, başlangıç canlılığı ve DNA hasarı miktarı kontrol edilmelidir. Bir eksik genin normal kopyasını geri kazandırıp fenotipin düzelmesi, nedensel çıkarımı güçlendirir.
Mutasyon ile hasar ayrımı
DNA hasarı, DNA'nın kimyasal durumundaki değişimdir; mutasyon ise dizide kalıcı hâle gelen değişimdir. Her hasar mutasyona dönüşmez; yanlış onarım veya hasarlı kalıp üzerinden sentez bazı mutasyonları sabitleyebilir. Bu ayrım kanser biyolojisi ve DNA tamir hastalıklarının yorumunda önemlidir.
Özgün IBO sorusu: UV dimerleri normal giderilirken replikasyon sonrası yanlış eşleşmiş bazlar birikiyorsa önce hangi yolak araştırılır? A) MMR B) NER C) ATP sentaz D) Fotosistem I E) Floem yüklenmesi. Yanıt A.
İleri kaynak: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK26879/