Repararea ADN-ului

Rata de reparare a ADN-ului depinde de mai mulți factori, inclusiv de tipul de celulă, de vârsta celulei și de mediul extracelular. Multe gene despre care s-a demonstrat inițial că influențează durata de viață s-au dovedit a fi implicate în repararea și protejarea leziunilor ADN.

Deteriorările ADN și mutațiile sunt fundamental diferite.

• Deteriorările sunt anomalii fizice ale ADN-ului, cum ar fi rupturile de un singur fir sau de două fire. Deteriorările ADN pot fi recunoscute de către enzime și, astfel, pot fi reparate. Repararea are nevoie de secvența nedeteriorată în lanțul complementar de ADN sau într-un cromozom omolog. Dacă o celulă reține leziuni ale ADN-ului, transcrierea unei gene poate fi împiedicată și, astfel, va fi blocată și traducerea într-o proteină. Replicația poate fi, de asemenea, blocată sau celula poate muri.
• O mutație este o schimbare în secvența de baze a ADN-ului. O mutație nu poate fi recunoscută de enzime odată ce modificarea bazei este prezentă în ambele șiruri de ADN, astfel încât o mutație nu poate fi reparată. La nivel celular, mutațiile pot provoca modificări ale funcției și reglării proteinelor. Mutațiile sunt reproduse atunci când celula se replică. Într-o populație de celule, celulele mutante vor crește sau vor scădea în frecvență în funcție de efectele mutației asupra capacității celulei de a supraviețui și de a se reproduce.

Deși sunt diferite una de cealaltă, leziunile ADN și mutațiile sunt legate între ele, deoarece leziunile ADN cauzează adesea erori de sinteză a ADN-ului în timpul replicării sau reparării; aceste erori reprezintă o sursă majoră de mutații. Deteriorările ADN în celulele care se divid frecvent, deoarece acestea dau naștere la mutații, reprezintă o cauză importantă a cancerului. În schimb, leziunile ADN din celulele care se divid frecvent sunt probabil o cauză importantă a îmbătrânirii.

Premiul Nobel pentru Chimie 2015 a fost acordat la trei oameni de știință care au descoperit fiecare o parte din povestea reparării ADN-ului.

• Tomas Lindahl FRS, care este suedez și lucrează în Marea Britanie, a descoperit un mecanism numit repararea prin excizie de bază. Acesta contracarează degradarea ADN-ului.
• Turcul Aziz Sancar, profesor la Universitatea din Carolina de Nord, a descoperit o altă reparație a ADN-ului, numită repararea prin excizie nucleotidă.
• Americanul Paul Modrich, de la Universitatea Duke din Carolina de Nord, a arătat cum celulele corectează defectele ADN care apar în timpul diviziunii celulare. Acest mecanism, numit repararea nepotrivirilor, are ca rezultat o reducere de 1.000 de ori a frecvenței erorilor la replicarea ADN-ului.