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DNA-Schäden

Die Exzisionsreparatur

Die Exzisionsreparatur ist ein zelluläres System, mit dem potenziell mutagene Schäden in der DNA erkannt und behoben werden können. Solche Schäden entstehen z.B. durch Strahlung (Bildung von Thymin-Dimeren), reaktive Sauerstoff-Radikale des normalen Zellstoffwechsels oder durch den Kontakt mit Schadstoffen (Aflatoxine, aromatische Amine). Die Exzisionsreparatur lässt sich in folgende Schritte unterteilen:

  • Erkennen der schadhaften Stelle
  • Ausschneiden der fehlerhaften Nucleotidsequenz
  • Einsetzen der korrekten Nucleotide

Das Erkennen und Ausschneiden wird von verschiedenen Proteinen durchgeführt, die man als Uvr-Proteine (für UV-repair) bezeichnet. Zwei Uvr-A-Proteine lagern sich mit einem Uvr-B-Protein zusammen und bewegen sich am DNA-Strang entlang. Unter ATP-Verbrauch öffnen sie dabei die Wasserstoff-Brückenbindugen zwischen den Basen. Eine solche Anordnung wird als DNA-Helicase bezeichnet. Trifft dieser Komplex auf eine Verzerrung der DNA-Struktur wie sie z.B. durch ein Thymidin-Dimer hervorgerufen wird, so bleibt das Uvr-B-Protein hängen. Die beiden Uvr-A-Proteine werden durch ein Uvr-C-Protein ausgetauscht, so dass der Protein-Komplex nun als Endonuclease wirken und die schadhafte Stelle ausschneiden kann. Ein weiteres Protein, das Uvr-D, entfernt dann den ausgeschnittenen DNA-Strang. Die so entstandene Lücke kann nun von einer DNA-Polymerase aufgefüllt werden, indem sie die zu dem intakten Strang komplementären Basen ergänzt. Die DNA-Ligase fügt dann die neu eingesetzten Nucleotide zu einem Polynucleotid zusammen und schließt die Lücke.

Abb.1
Die Photoreaktivierung erfolgt durch das Enzym Photolyase bei Bestrahlung mit sichtbarem Licht
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