medical biology notes
TRANSCRIPT
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 147
Πανεπιστημιο Κυπρου
Τμημα Βιολογικων Επιστημων
Σημειωσεις μαθηματος ΒΙΟ101
Ιωάννης Κυρμιτζόγλου
Αν Καθ Λεόντιος Κωστρίκης
Λευκωσια 2007-2008
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 247
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 347
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 447
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 547
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 647
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 747
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 847
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 947
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 1047
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 1147
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 1247
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 1347
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 1447
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 1547
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 1647
$microamp( )+- amp amp DNA 0 amp 10amp 23
($) amp$()$ +amp-0$ ($amp 1micro$amp
234565 7825995
(amplt)) micro= amp$()$ micro-ampamp(microgt$ +amp-0$
-ampA B--ampamp -$1 C-gtD$1E R ampamp-BCC$-amp0 amp$1Camp -
F 1--A -$1 C-gtD$1E S($1 gtD$1 ampamp- micro gtmicroampC=)
- )E 1$1--A0$1 D1Cmicroamp-$E 1--A -$1 C-gtD$1E S
7825G47526G7HG
-amp B--ampamp -$1 C-gt$1E Rmicro-ampCD=microamp-$-amp0 C B--ampamp
C-gtD$1E S $0 amp)($$0 - $$ amp0 amp$()$0 amp0
$amp$B 1micro$amp C-gtD$E S
C-gtD$E R
C-gtD$E S
G37I8J5G75 7)0amp 0ampA amp
micro-ampKgt$1 =$$micro0gtE =$K$E
0gtD$-amp0 C-amp B--ampamp -$1 C-gtD$1E S
G37I8J5G75 2$ micro)0$ $1
micro-ampKgt0 -0E =$$micro0gtE
=$K$E amp0 -$ DNA
B--ampamp -$1 C-gtD$1E S
ampCmicroamp-$$=C= -$1 1$1--A0$1
D1Cmicroamp-$E
C amp-=($E micro$
RNA -LE DNA 0lt0amp 1ltamp-AampE
gt(D$E - micro$ (0amp micro-ampCD=microamp-0Cmicro) - 1--A -$1 C-gtD$1E
C-gtD$E C-gtD$E C-gtD$E C-gtD$E C-gtD$E R R S R R
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 1747
micro$ amp () DNA+-$ micro0
$10-
2)$amp3(
$amp+2 DNA
43567 83+2 9)
)22(0 micro3(05 ()lt
micro3 3micro5lt )-6=2) ($=$$23lt 6-0micromicrolt
$amp+2 DNA 9amp amp$0 DNA
0$10-+-$=lt
$3amp3(=lt
DNA $
ampmicro () +
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 1847
micro$
amp($$
)+$
(micro-
+0-$+
0+amp$$
amp)1amp+232+4)- )(5(-
$amp ()
+micro-)micro(012
34+$) +( 50-6
701 (8 DNA
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 1947
$amp () + DNA
$amp()amp+
micro+
- 01-00
micro23
01-00
3rsquo )$
5rsquo )$ 3rsquo )$
5rsquo )$
4amp
50)$
micro+ 6)$7+$6
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 2047
$ampmicro( micromicro)+ micro-micro(0
micro$amp ()$ +$hellip-((
micro$ micro01amp 123+1
45$6 Morse
789$
DNA
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 2147
$ amp()amp +$-$ 0 +12amp3amp($0 4 2 56$52 micro40 +7$820
$amp $amp ( $amp C
amp)+
amp- DNAmicro0123 )4212amp5
)26074 )26074 B )26074 C
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 2247
$amp( )+ +amp-)(+
)amp 0+(amp )$1
2-345(+$1 )amp +6578amp
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 2347
$ amp($ DNA)$ micro+(
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 2447
$amp S
$amp Srsquo
$amp-(micro)+ S
$amp ($amp Srsquo
$amp ($amp S
($amp-(micro)+ Srsquo
)-(0 (laquo1)2-(0raquo) 310 () DNA
To DNA $ ampmicro(amp) (+ - amp
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 2547
$amp (laquo($ampraquo) )$amp +$ DNA
-0123
-0123
-0123
456($+7 )$+7 +$87 DNA
H $amp( ) DNA
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 2647
H $amp () +) -+) (0 DNA
12 micro 32(45 $(643)
$amp ($)amp+
-0(1 DNA
-)2(1)3 $ -)4+ 5)
micro $ 61+7) laquo(amp$+amp)0(raquo
4amp0$8(9(
micro1(0(1 DNA micro
5$1)micro ) lt(7 DNA
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 2747
$amp()amp+ ()micro+-)micro 0$1 23(451
micro$amp262 7(1 289$$1 amp$962-$1 $amp221
7+ 70070lt1 4$=(8$1 23(451
$amp( )$+amp(
-$0)1 $( 2345(
2345( )$+(
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 2847
5rsquo $ $amp ()$amp
3rsquo $ $amp ()$amp
5rsquo $ $amp ()$amp
3rsquo $ $amp ()$amp
()$
+micro-+$ )+$amp)012micro+)$ ()$
3amp$454$06 $78
+0+96micro+)$ 0454$06 +$7amp0$)$amp+$0$
$amp () DNA
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 2947
laquo$ampraquo ()amp DNA
amp+-0 01 amp2001 01 345)1 6$71
8-(micro8 amp)98
$amp()( (+ amp$-+ (
DNA 0 micro 123$ (45678
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 3047
$amp() )(+)
amp (-+
(amp$+) 5rsquo3rsquo
01amp() )(+)
amp (-+
(amp$+) 3rsquo5rsquo
23 5rsquo 4563 738 796429lt
=29gt gt9 gt38532ABlt3
973micro9568gtCA
micro Blt36CD2lt5E B64FG
23 3rsquo 4563 738
796429lt =29gt
gt9 gt38532ABlt3
973micro9568gtCA
micro Blt36CD2lt5E
B64FG
ltF6H=microgt3FDF2=
26ltIDFI36lt5=
B3J86ltK3gt38532ABlt3
L0$amp()
L0)
) +ampL0) L+ 0M0
L) L+ + L+amp +
Lamp (++ L
N)-) +01
) L) + L
N)-) +01 0M
amp)+ +01 1 amp+ -0
$amp()( (+
()( micro- )01-
DNA micro$ 2$3+)(
5rsquo3rsquo
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 3147
$amp () RNA +amp-
0 amp 1+micro2amp
RNA +amp-3
micro45( $)1ampmicro() 67()
amp DNA(6)micro12amp 1859+ amp $amp 03 () 62micro(3
Okazaki (0+( 6(3)1($(3 ()6(5+ (
RNA +amp-
amp DNA(6)micro12amp (6(6amp17+ amp
$amp () 62micro(3 DNA
( 6+03 RNA+amp-3
65lt+ + +$5+
0 DNA
)=amp () ()
62micro(3 DNA micro ( +microamp)micro(
$)1ampmicro( 67( micro amp
12amp amp3 6+42amp3 ()DNA
H $amp ()micro+
DNA +- )$+ampmicro0-
(1-
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 3247
$amp() + -$+) micro -012 )amp3$45
micro$amp (ampamp()micro+amp) -+amp)
+amp)+012micro+amp3 -+amp3
amp01+4+
50$6(3
DNA amp)micro(78 7+4 amp+
(ampamp()micro+amp -+amp 99lt=gtlt
ABC
ADE=FltGgtlt
ABC
(06 20 DNA
078 amp) DNA
(0micro78
(4H+8 amp)
)+I20 micro
microamp+ampJ3 -+amp)3
RNA 0+863
+2amp micro6micro Okazaki
micro$amp 1)(8micro2+amp)
-+amp)
DNA amp)micro(78 7+4 amp+
1)(8micro2+amp -+amp
(micro03 ampamp8(-+0 8 J+18 +3 micro6microamp3 Okazaki)
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 3347
$amp()micro micro)+ )-+ )012+
micro$amp (ampamp()micro+amp) -+amp)
+amp)+012micro+amp3 -+amp3
DNA amp)micro(45 4+6
amp+ (ampamp()micro+amp -+amp (07 20 DNA
(0micro45
(68+5 amp)
)+920 micro
microamp+amp3 -+amp)3
RNA 0+573
micro7micro Okazaki
045 amp) DNA
micro$amp 1)(5micro2+amp) -+amp)
+amp)+012micro+amp3 -+amp3
DNA amp)micro(45 4+6 amp+ 1)(5micro2+amp -+amp
(micro03 ampamp5(-+0 5 +15 +3 micro7microamp3 Okazaki)
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 3447
Ε Ι Σ Α Γ Ω Γ Η Σ Τ Ι Σ Σ Υ Γ Χ Ρ Ο Ν Ε Σ Β Ι Ο Λ Ο Γ Ι Κ Ε Σ
Ε Π Ι Σ Τ Η Μ Ε Σ ΕΠΙΔΙΟΡΘΩΣΗ ΤΟΥ DN A
(05 ΟΚΤΩΒΡΙΟΥ 2007)
Στις προηγούμενες διαλέξεις είδαμε ότι η αντιγραφή διαθέτει τις κατάλληλες ασφαλιστικές δικλίδες
για την αποφυγή εισαγωγής λαθών μέσα στο DNA Ωστόσο ακόμα και με όλες αυτές τις προφυλά‐
ξεις από τη μεριά του κύτταρου είναι δυνατόν να συμβούν λάθη όπως για παράδειγμα η τοποθέ‐
τηση λάθος βάσης απέναντι σε μία άλλη (πχ G απέναντι από A) Τέτοια λάθη είναι εξαιρετικά σπά‐
νια (1 λάθος ανά 107 αντιγραφόμενα νουκλεοτίδια) και συνήθως δεν προκαλούν σοβαρά προβλήμα‐
τα στα κύτταρα (για λόγους που θα δούμε όταν μελετήσουμε τη μεταγραφή και τη μετάφραση του
γεν υλικού) Όμως υπάρχει πάντα η πιθανότητα μια μετάλλαξη (μόνιμη αλλαγή) του DNA όσο α‐
πλή και αν είναι να προκαλέσει σοβαρά προβλήματα στην επιβίωση ενός οργανισμού Ένα τέτοιο
πολύ κοινό παράδειγμα είναι η μετάλλαξη που προκαλεί τη δρεπανοκυτταρική αναιμία Πρόκειται
για τη μεταβολή ενός μόνου νουκλεοτιδίου από αδενίνη σε θυμίνη στο γονίδιο της β‐σφαιρίνης που
προκαλεί την παραγωγή ελαττωματικής πρωτεΐνης Αν ένα άτομο έχει κληρονομήσει 2 τέτοια μεταλ‐
λαγμένα γονίδια (ένα από κάθε γονέα) τότε όλη η αιμοσφαιρίνη του αίματος του είναι δυσλειτουρ‐
γική με αποτέλεσμα τον θάνατο Στην περίπτωση που έχει μόνο το ένα από τα δύο γονίδια μεταλ‐
λαγμένο τότε το άτομο αυτό έστω και με κάποια προβλήματα θα μπορέσει να έχει μια φυσιολογική
ζωή
Μια άλλη ασθένεια στην οποία διαδραματίζουν καθοριστικό ρόλο οι μεταλλάξεις είναι ο καρκίνος
Κατά τη διάρκεια της ζωής ενός ανθρώπου δημιουργούνται και συσσωρεύονται μεταλλάξεις στα
σωματικά κύτταρα του ανθρώπου και μπορεί να τύχει κάποιες από αυτές τις μεταλλάξεις να είναι σεγονίδια του κυτταρικού κύκλου Όσο μεγαλύτερο είναι ένα άτομο σε ηλικία τόσες μεγαλύτερες είναι
οι πιθανότητες να έχει συσσωρεύσει μια σειρά από μεταλλάξεις στα σωματικά του κύτταρα που θα
του προκαλέσουν καρκίνο Μάλιστα διάφορες έρευνες δείχνουν ότι οι πιθανότητες να εμφανίσει
κάποιος καρκίνο αυξάνουν εκθετικά με την ηλικία
Τελικά αυτό που συμβαίνει είναι ότι παρόλο που τα λάθη στην αντιγραφή του DNA είναι εξαιρετικά
σπάνια ο αριθμός των αντιγραφών που γίνονται σε ένα πολύπλοκο ευκαρυωτικό οργανισμό είναι
τόσος μεγάλος που αναπόφευκτα θα συσσωρευτεί ένας μεγάλος αριθμός από μεταλλάξεις στα σω‐
ματικά κύτταρα Για το λόγο αυτό όλα τα κύτταρα έχουν αποκτήσει ένα περίτεχνο σύνολο μηχανι‐
σμών μέσω των οποίων ελαττώνουν (περίπου κατά 100 φορές) τον αριθμό των μεταλλάξεων που
συμβαίνουν στο DNA τους Όλοι οι διαφορετικοί μηχανισμοί που έχουν ως σκοπό την απαλοιφή των
λαθών που γίνονται κατά την αντιγραφή περιγράφονται συλλογικά με τον όρο μηχανισμοί επιδιόρ‐θωσης του DNA
Ο βασικότερος μηχανισμός απαλοιφής λαθών ονομάζεται σύστημα επιδιόρθωσης των αταίριαστων
βάσεων του DNA και όπως φανερώνει το όνομά του η λειτουργία του είναι να αναγνωρίζει και να
διορθώνει τα αταίριαστα νουκλεοτίδια στον καινούργιο κλώνο του DNA Η διαδικασία της αναγνώ‐
ρισης του σωστού κλώνου είναι ίσως η πιο δύσκολη και σίγουρα η σημαντικότερη για τη σωστή επι‐
διόρθωση Αν το γονεϊκό κύτταρο δεν επιδιορθώσει τον μεταλλαγμένο κλώνο τότε το θυγατρικό κύτ‐
ταρο θα περιέχει μια μετάλλαξη ενώ το γονεϊκό καμία αν όμως το κύτταρο επιδιορθώσει τον λάθος
κλώνο (δηλ τον κλώνο εκμαγείο) τότε το αποτέλεσμα θα είναι να υπάρχει η μετάλλαξη και στους
δύο κλώνους και συνεπώς και σε όλα τα κύτταρα που θα δημιουργηθούν στο εξής Επομένως η επι‐
διόρθωση του λάθος κλώνου επιφέρει χειρότερα αποτελέσματα από ότι το ίδιο το λάθος εξαρχής Αν
και δεν είναι ακόμα γνωστός ο τρόπος με τον οποίο το σύστημα επιδιόρθωσης των αταίριαστων ζευ‐
γών αναγνωρίζει το νεοσυντιθέμενο κλώνο φαίνεται ότι οι νεοσυντιθέμενοι κλώνοι (τόσο ο προπο‐
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 3547
ρευόμενος όσο και ο καθυστερημένος) υφίσταται εγκοπές που καθοδηγούν το μηχανισμό στην ανα‐
γνώρισή τους
Όσον αφορά τη ίδια τη διαδικασία της επιδιόρθωσης αυτή πραγματοποιείται σε τρία βασικά στάδια
Κατά το πρώτο στάδιο κόβεται και αφαιρείται η λάθος βάση από το νεοσυντιθέμενο κλώνο με τη
βοήθεια μιας νουκλεάσης Στο 2ο στάδιο μια DNA πολυμεράση αναλαμβάνει να καλύψει το κενό που
δημιουργήθηκε χρησιμοποιώντας ως εκμαγείο τον σωστό κλώνο ενώ τη δουλειά τελειώνει στο 3ο
στάδιο μια DNA λιγάση που συνενώνει το κενό στο σκελετό του σακχαρο ‐φωσφορικού σκελετού του
νεοσυντιθέμενου κλώνου Είναι φανερό ότι η διαδικασία της επιδιόρθωσης μοιράζεται πολλούς μη‐
χανισμούς και ένζυμα με την αντιγραφή με τον τρόπο αυτό το κύτταρο χρησιμοποιεί ένζυμα τα ο‐
ποία είναι εξελιγμένα να συνθέτουν DNA με μεγάλη ακρίβεια ενώ συγχρόνως κάνει και οικονομία
πρώτων υλών
Βέβαια δεν οφείλονται όλα τα λάθη του DNA στο λάθος ταίριασμα βάσεων κατά την αντιγραφή Α‐
κόμα και όταν το DNA δεν αντιγράφεται υφίσταται συνεχώς βλάβες όπως και κάθε άλλο μόριο ενός
οργανισμού Οι βλάβες αυτές οφείλονται σε εξωγενής παράγοντες όπως για παράδειγμα η υψηλή
θερμοκρασία η υπεριώδης ακτινοβολία η ραδιενέργεια η έλλειψη πρώτων υλών (αβιταμίνωση)
κλπ Για παράδειγμα μια πολύ κοινή βλάβη που προκαλείται από την υπεριώδη ακτινοβολία είναι η
μετατροπή δύο γειτονικών βάσεων θυμίνης σε ένα διμερές θυμίνης Τέτοιες αλλαγές προκαλούν τη
μετατόπιση του πλαισίου ανάγνωσης του DNA που με τη σειρά του οδηγεί σε σοβαρά λάθη στις πα‐
ραγόμενες πρωτεΐνες Οι μηχανισμοί που χρησιμοποιούνται για την επιδιόρθωση τέτοιων λαθών
είναι διαφορετικοί από αυτόν που περιγράφθηκε μοιράζονται όμως πολλές διαδικασίες και ένζυμα
καθώς και τη βασική αρχή ότι χρησιμοποιείται ως εκμαγείο ο κλώνος που δεν έχει υποστεί λάθος
Από τα παραπάνω είναι φανερό ότι αν δεν υπήρχαν οι μηχανισμοί επιδιόρθωσης του DNA μια και
μόνο μέρα θα ήταν αρκετή για να συγκεντρώσουμε τόσες μεταλλάξεις στα κύτταρα μας που θα οδη‐
γούμασταν άμεσα στο θάνατο μας Είναι λογικό λοιπόν να υποθέσουμε ότι η φύση εξέλιξε αυτούς
τους μηχανισμούς πολύ νωρίς κατά την ανάπτυξη της ζωής και για το λόγο αυτό απαντώνται σχεδόν
απαράλλακτοι σε όλους τους οργανισμούς
ΠΕΡΙΣΣΟΤΕΡΗ ΑΝ ΑΓ ΝΩ ΣΗ
Κεφ 6 laquoDNAraquo από Alberts B Bray D Johnson A Lewis J Raff M Roberts K et al (2000) Βασι‐
κές Αρχές Κυτταρικής Βιολογίας Εισαγωγή στη Μοριακή Βιολογία του Κυττάρου (Χ Ζιούδρου Με‐
ταφ) Αθήνα Ιατρικές Εκδόσεις ΠΧ Πασχαλίδη
ΠΡΟΑΙΡΕΤΙΚΗ ΑΝΑΓΝΩΣΗ (ΣΤΑ ΑΓΓΛΙΚΑ)
Θέμα Πηγή
Δρεπανοκυτταρική αναιμία httpenwikipediaorgwikiSickle_cell_anemia
Επιδιόρθωση του DNA httpenwikipediaorgwikiDNA_repair
Μετάλλαξη httpenwikipediaorgwikiMutation
Σύστημα επιδιόρθωσης των αταί‐
ριαστων βάσεων του DNAhttpenwikipediaorgwikiMismatch_repair
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 3647
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 3747
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 3847
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 3947
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 4047
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 4147
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 4247
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 4347
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 4447
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 4547
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 4647
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 4747
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 247
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 347
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 447
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 547
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 647
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 747
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 847
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 947
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 1047
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 1147
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 1247
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 1347
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 1447
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 1547
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 1647
$microamp( )+- amp amp DNA 0 amp 10amp 23
($) amp$()$ +amp-0$ ($amp 1micro$amp
234565 7825995
(amplt)) micro= amp$()$ micro-ampamp(microgt$ +amp-0$
-ampA B--ampamp -$1 C-gtD$1E R ampamp-BCC$-amp0 amp$1Camp -
F 1--A -$1 C-gtD$1E S($1 gtD$1 ampamp- micro gtmicroampC=)
- )E 1$1--A0$1 D1Cmicroamp-$E 1--A -$1 C-gtD$1E S
7825G47526G7HG
-amp B--ampamp -$1 C-gt$1E Rmicro-ampCD=microamp-$-amp0 C B--ampamp
C-gtD$1E S $0 amp)($$0 - $$ amp0 amp$()$0 amp0
$amp$B 1micro$amp C-gtD$E S
C-gtD$E R
C-gtD$E S
G37I8J5G75 7)0amp 0ampA amp
micro-ampKgt$1 =$$micro0gtE =$K$E
0gtD$-amp0 C-amp B--ampamp -$1 C-gtD$1E S
G37I8J5G75 2$ micro)0$ $1
micro-ampKgt0 -0E =$$micro0gtE
=$K$E amp0 -$ DNA
B--ampamp -$1 C-gtD$1E S
ampCmicroamp-$$=C= -$1 1$1--A0$1
D1Cmicroamp-$E
C amp-=($E micro$
RNA -LE DNA 0lt0amp 1ltamp-AampE
gt(D$E - micro$ (0amp micro-ampCD=microamp-0Cmicro) - 1--A -$1 C-gtD$1E
C-gtD$E C-gtD$E C-gtD$E C-gtD$E C-gtD$E R R S R R
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 1747
micro$ amp () DNA+-$ micro0
$10-
2)$amp3(
$amp+2 DNA
43567 83+2 9)
)22(0 micro3(05 ()lt
micro3 3micro5lt )-6=2) ($=$$23lt 6-0micromicrolt
$amp+2 DNA 9amp amp$0 DNA
0$10-+-$=lt
$3amp3(=lt
DNA $
ampmicro () +
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 1847
micro$
amp($$
)+$
(micro-
+0-$+
0+amp$$
amp)1amp+232+4)- )(5(-
$amp ()
+micro-)micro(012
34+$) +( 50-6
701 (8 DNA
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 1947
$amp () + DNA
$amp()amp+
micro+
- 01-00
micro23
01-00
3rsquo )$
5rsquo )$ 3rsquo )$
5rsquo )$
4amp
50)$
micro+ 6)$7+$6
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 2047
$ampmicro( micromicro)+ micro-micro(0
micro$amp ()$ +$hellip-((
micro$ micro01amp 123+1
45$6 Morse
789$
DNA
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 2147
$ amp()amp +$-$ 0 +12amp3amp($0 4 2 56$52 micro40 +7$820
$amp $amp ( $amp C
amp)+
amp- DNAmicro0123 )4212amp5
)26074 )26074 B )26074 C
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 2247
$amp( )+ +amp-)(+
)amp 0+(amp )$1
2-345(+$1 )amp +6578amp
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 2347
$ amp($ DNA)$ micro+(
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 2447
$amp S
$amp Srsquo
$amp-(micro)+ S
$amp ($amp Srsquo
$amp ($amp S
($amp-(micro)+ Srsquo
)-(0 (laquo1)2-(0raquo) 310 () DNA
To DNA $ ampmicro(amp) (+ - amp
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 2547
$amp (laquo($ampraquo) )$amp +$ DNA
-0123
-0123
-0123
456($+7 )$+7 +$87 DNA
H $amp( ) DNA
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 2647
H $amp () +) -+) (0 DNA
12 micro 32(45 $(643)
$amp ($)amp+
-0(1 DNA
-)2(1)3 $ -)4+ 5)
micro $ 61+7) laquo(amp$+amp)0(raquo
4amp0$8(9(
micro1(0(1 DNA micro
5$1)micro ) lt(7 DNA
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 2747
$amp()amp+ ()micro+-)micro 0$1 23(451
micro$amp262 7(1 289$$1 amp$962-$1 $amp221
7+ 70070lt1 4$=(8$1 23(451
$amp( )$+amp(
-$0)1 $( 2345(
2345( )$+(
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 2847
5rsquo $ $amp ()$amp
3rsquo $ $amp ()$amp
5rsquo $ $amp ()$amp
3rsquo $ $amp ()$amp
()$
+micro-+$ )+$amp)012micro+)$ ()$
3amp$454$06 $78
+0+96micro+)$ 0454$06 +$7amp0$)$amp+$0$
$amp () DNA
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 2947
laquo$ampraquo ()amp DNA
amp+-0 01 amp2001 01 345)1 6$71
8-(micro8 amp)98
$amp()( (+ amp$-+ (
DNA 0 micro 123$ (45678
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 3047
$amp() )(+)
amp (-+
(amp$+) 5rsquo3rsquo
01amp() )(+)
amp (-+
(amp$+) 3rsquo5rsquo
23 5rsquo 4563 738 796429lt
=29gt gt9 gt38532ABlt3
973micro9568gtCA
micro Blt36CD2lt5E B64FG
23 3rsquo 4563 738
796429lt =29gt
gt9 gt38532ABlt3
973micro9568gtCA
micro Blt36CD2lt5E
B64FG
ltF6H=microgt3FDF2=
26ltIDFI36lt5=
B3J86ltK3gt38532ABlt3
L0$amp()
L0)
) +ampL0) L+ 0M0
L) L+ + L+amp +
Lamp (++ L
N)-) +01
) L) + L
N)-) +01 0M
amp)+ +01 1 amp+ -0
$amp()( (+
()( micro- )01-
DNA micro$ 2$3+)(
5rsquo3rsquo
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 3147
$amp () RNA +amp-
0 amp 1+micro2amp
RNA +amp-3
micro45( $)1ampmicro() 67()
amp DNA(6)micro12amp 1859+ amp $amp 03 () 62micro(3
Okazaki (0+( 6(3)1($(3 ()6(5+ (
RNA +amp-
amp DNA(6)micro12amp (6(6amp17+ amp
$amp () 62micro(3 DNA
( 6+03 RNA+amp-3
65lt+ + +$5+
0 DNA
)=amp () ()
62micro(3 DNA micro ( +microamp)micro(
$)1ampmicro( 67( micro amp
12amp amp3 6+42amp3 ()DNA
H $amp ()micro+
DNA +- )$+ampmicro0-
(1-
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 3247
$amp() + -$+) micro -012 )amp3$45
micro$amp (ampamp()micro+amp) -+amp)
+amp)+012micro+amp3 -+amp3
amp01+4+
50$6(3
DNA amp)micro(78 7+4 amp+
(ampamp()micro+amp -+amp 99lt=gtlt
ABC
ADE=FltGgtlt
ABC
(06 20 DNA
078 amp) DNA
(0micro78
(4H+8 amp)
)+I20 micro
microamp+ampJ3 -+amp)3
RNA 0+863
+2amp micro6micro Okazaki
micro$amp 1)(8micro2+amp)
-+amp)
DNA amp)micro(78 7+4 amp+
1)(8micro2+amp -+amp
(micro03 ampamp8(-+0 8 J+18 +3 micro6microamp3 Okazaki)
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 3347
$amp()micro micro)+ )-+ )012+
micro$amp (ampamp()micro+amp) -+amp)
+amp)+012micro+amp3 -+amp3
DNA amp)micro(45 4+6
amp+ (ampamp()micro+amp -+amp (07 20 DNA
(0micro45
(68+5 amp)
)+920 micro
microamp+amp3 -+amp)3
RNA 0+573
micro7micro Okazaki
045 amp) DNA
micro$amp 1)(5micro2+amp) -+amp)
+amp)+012micro+amp3 -+amp3
DNA amp)micro(45 4+6 amp+ 1)(5micro2+amp -+amp
(micro03 ampamp5(-+0 5 +15 +3 micro7microamp3 Okazaki)
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 3447
Ε Ι Σ Α Γ Ω Γ Η Σ Τ Ι Σ Σ Υ Γ Χ Ρ Ο Ν Ε Σ Β Ι Ο Λ Ο Γ Ι Κ Ε Σ
Ε Π Ι Σ Τ Η Μ Ε Σ ΕΠΙΔΙΟΡΘΩΣΗ ΤΟΥ DN A
(05 ΟΚΤΩΒΡΙΟΥ 2007)
Στις προηγούμενες διαλέξεις είδαμε ότι η αντιγραφή διαθέτει τις κατάλληλες ασφαλιστικές δικλίδες
για την αποφυγή εισαγωγής λαθών μέσα στο DNA Ωστόσο ακόμα και με όλες αυτές τις προφυλά‐
ξεις από τη μεριά του κύτταρου είναι δυνατόν να συμβούν λάθη όπως για παράδειγμα η τοποθέ‐
τηση λάθος βάσης απέναντι σε μία άλλη (πχ G απέναντι από A) Τέτοια λάθη είναι εξαιρετικά σπά‐
νια (1 λάθος ανά 107 αντιγραφόμενα νουκλεοτίδια) και συνήθως δεν προκαλούν σοβαρά προβλήμα‐
τα στα κύτταρα (για λόγους που θα δούμε όταν μελετήσουμε τη μεταγραφή και τη μετάφραση του
γεν υλικού) Όμως υπάρχει πάντα η πιθανότητα μια μετάλλαξη (μόνιμη αλλαγή) του DNA όσο α‐
πλή και αν είναι να προκαλέσει σοβαρά προβλήματα στην επιβίωση ενός οργανισμού Ένα τέτοιο
πολύ κοινό παράδειγμα είναι η μετάλλαξη που προκαλεί τη δρεπανοκυτταρική αναιμία Πρόκειται
για τη μεταβολή ενός μόνου νουκλεοτιδίου από αδενίνη σε θυμίνη στο γονίδιο της β‐σφαιρίνης που
προκαλεί την παραγωγή ελαττωματικής πρωτεΐνης Αν ένα άτομο έχει κληρονομήσει 2 τέτοια μεταλ‐
λαγμένα γονίδια (ένα από κάθε γονέα) τότε όλη η αιμοσφαιρίνη του αίματος του είναι δυσλειτουρ‐
γική με αποτέλεσμα τον θάνατο Στην περίπτωση που έχει μόνο το ένα από τα δύο γονίδια μεταλ‐
λαγμένο τότε το άτομο αυτό έστω και με κάποια προβλήματα θα μπορέσει να έχει μια φυσιολογική
ζωή
Μια άλλη ασθένεια στην οποία διαδραματίζουν καθοριστικό ρόλο οι μεταλλάξεις είναι ο καρκίνος
Κατά τη διάρκεια της ζωής ενός ανθρώπου δημιουργούνται και συσσωρεύονται μεταλλάξεις στα
σωματικά κύτταρα του ανθρώπου και μπορεί να τύχει κάποιες από αυτές τις μεταλλάξεις να είναι σεγονίδια του κυτταρικού κύκλου Όσο μεγαλύτερο είναι ένα άτομο σε ηλικία τόσες μεγαλύτερες είναι
οι πιθανότητες να έχει συσσωρεύσει μια σειρά από μεταλλάξεις στα σωματικά του κύτταρα που θα
του προκαλέσουν καρκίνο Μάλιστα διάφορες έρευνες δείχνουν ότι οι πιθανότητες να εμφανίσει
κάποιος καρκίνο αυξάνουν εκθετικά με την ηλικία
Τελικά αυτό που συμβαίνει είναι ότι παρόλο που τα λάθη στην αντιγραφή του DNA είναι εξαιρετικά
σπάνια ο αριθμός των αντιγραφών που γίνονται σε ένα πολύπλοκο ευκαρυωτικό οργανισμό είναι
τόσος μεγάλος που αναπόφευκτα θα συσσωρευτεί ένας μεγάλος αριθμός από μεταλλάξεις στα σω‐
ματικά κύτταρα Για το λόγο αυτό όλα τα κύτταρα έχουν αποκτήσει ένα περίτεχνο σύνολο μηχανι‐
σμών μέσω των οποίων ελαττώνουν (περίπου κατά 100 φορές) τον αριθμό των μεταλλάξεων που
συμβαίνουν στο DNA τους Όλοι οι διαφορετικοί μηχανισμοί που έχουν ως σκοπό την απαλοιφή των
λαθών που γίνονται κατά την αντιγραφή περιγράφονται συλλογικά με τον όρο μηχανισμοί επιδιόρ‐θωσης του DNA
Ο βασικότερος μηχανισμός απαλοιφής λαθών ονομάζεται σύστημα επιδιόρθωσης των αταίριαστων
βάσεων του DNA και όπως φανερώνει το όνομά του η λειτουργία του είναι να αναγνωρίζει και να
διορθώνει τα αταίριαστα νουκλεοτίδια στον καινούργιο κλώνο του DNA Η διαδικασία της αναγνώ‐
ρισης του σωστού κλώνου είναι ίσως η πιο δύσκολη και σίγουρα η σημαντικότερη για τη σωστή επι‐
διόρθωση Αν το γονεϊκό κύτταρο δεν επιδιορθώσει τον μεταλλαγμένο κλώνο τότε το θυγατρικό κύτ‐
ταρο θα περιέχει μια μετάλλαξη ενώ το γονεϊκό καμία αν όμως το κύτταρο επιδιορθώσει τον λάθος
κλώνο (δηλ τον κλώνο εκμαγείο) τότε το αποτέλεσμα θα είναι να υπάρχει η μετάλλαξη και στους
δύο κλώνους και συνεπώς και σε όλα τα κύτταρα που θα δημιουργηθούν στο εξής Επομένως η επι‐
διόρθωση του λάθος κλώνου επιφέρει χειρότερα αποτελέσματα από ότι το ίδιο το λάθος εξαρχής Αν
και δεν είναι ακόμα γνωστός ο τρόπος με τον οποίο το σύστημα επιδιόρθωσης των αταίριαστων ζευ‐
γών αναγνωρίζει το νεοσυντιθέμενο κλώνο φαίνεται ότι οι νεοσυντιθέμενοι κλώνοι (τόσο ο προπο‐
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 3547
ρευόμενος όσο και ο καθυστερημένος) υφίσταται εγκοπές που καθοδηγούν το μηχανισμό στην ανα‐
γνώρισή τους
Όσον αφορά τη ίδια τη διαδικασία της επιδιόρθωσης αυτή πραγματοποιείται σε τρία βασικά στάδια
Κατά το πρώτο στάδιο κόβεται και αφαιρείται η λάθος βάση από το νεοσυντιθέμενο κλώνο με τη
βοήθεια μιας νουκλεάσης Στο 2ο στάδιο μια DNA πολυμεράση αναλαμβάνει να καλύψει το κενό που
δημιουργήθηκε χρησιμοποιώντας ως εκμαγείο τον σωστό κλώνο ενώ τη δουλειά τελειώνει στο 3ο
στάδιο μια DNA λιγάση που συνενώνει το κενό στο σκελετό του σακχαρο ‐φωσφορικού σκελετού του
νεοσυντιθέμενου κλώνου Είναι φανερό ότι η διαδικασία της επιδιόρθωσης μοιράζεται πολλούς μη‐
χανισμούς και ένζυμα με την αντιγραφή με τον τρόπο αυτό το κύτταρο χρησιμοποιεί ένζυμα τα ο‐
ποία είναι εξελιγμένα να συνθέτουν DNA με μεγάλη ακρίβεια ενώ συγχρόνως κάνει και οικονομία
πρώτων υλών
Βέβαια δεν οφείλονται όλα τα λάθη του DNA στο λάθος ταίριασμα βάσεων κατά την αντιγραφή Α‐
κόμα και όταν το DNA δεν αντιγράφεται υφίσταται συνεχώς βλάβες όπως και κάθε άλλο μόριο ενός
οργανισμού Οι βλάβες αυτές οφείλονται σε εξωγενής παράγοντες όπως για παράδειγμα η υψηλή
θερμοκρασία η υπεριώδης ακτινοβολία η ραδιενέργεια η έλλειψη πρώτων υλών (αβιταμίνωση)
κλπ Για παράδειγμα μια πολύ κοινή βλάβη που προκαλείται από την υπεριώδη ακτινοβολία είναι η
μετατροπή δύο γειτονικών βάσεων θυμίνης σε ένα διμερές θυμίνης Τέτοιες αλλαγές προκαλούν τη
μετατόπιση του πλαισίου ανάγνωσης του DNA που με τη σειρά του οδηγεί σε σοβαρά λάθη στις πα‐
ραγόμενες πρωτεΐνες Οι μηχανισμοί που χρησιμοποιούνται για την επιδιόρθωση τέτοιων λαθών
είναι διαφορετικοί από αυτόν που περιγράφθηκε μοιράζονται όμως πολλές διαδικασίες και ένζυμα
καθώς και τη βασική αρχή ότι χρησιμοποιείται ως εκμαγείο ο κλώνος που δεν έχει υποστεί λάθος
Από τα παραπάνω είναι φανερό ότι αν δεν υπήρχαν οι μηχανισμοί επιδιόρθωσης του DNA μια και
μόνο μέρα θα ήταν αρκετή για να συγκεντρώσουμε τόσες μεταλλάξεις στα κύτταρα μας που θα οδη‐
γούμασταν άμεσα στο θάνατο μας Είναι λογικό λοιπόν να υποθέσουμε ότι η φύση εξέλιξε αυτούς
τους μηχανισμούς πολύ νωρίς κατά την ανάπτυξη της ζωής και για το λόγο αυτό απαντώνται σχεδόν
απαράλλακτοι σε όλους τους οργανισμούς
ΠΕΡΙΣΣΟΤΕΡΗ ΑΝ ΑΓ ΝΩ ΣΗ
Κεφ 6 laquoDNAraquo από Alberts B Bray D Johnson A Lewis J Raff M Roberts K et al (2000) Βασι‐
κές Αρχές Κυτταρικής Βιολογίας Εισαγωγή στη Μοριακή Βιολογία του Κυττάρου (Χ Ζιούδρου Με‐
ταφ) Αθήνα Ιατρικές Εκδόσεις ΠΧ Πασχαλίδη
ΠΡΟΑΙΡΕΤΙΚΗ ΑΝΑΓΝΩΣΗ (ΣΤΑ ΑΓΓΛΙΚΑ)
Θέμα Πηγή
Δρεπανοκυτταρική αναιμία httpenwikipediaorgwikiSickle_cell_anemia
Επιδιόρθωση του DNA httpenwikipediaorgwikiDNA_repair
Μετάλλαξη httpenwikipediaorgwikiMutation
Σύστημα επιδιόρθωσης των αταί‐
ριαστων βάσεων του DNAhttpenwikipediaorgwikiMismatch_repair
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 3647
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 3747
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 3847
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 3947
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 4047
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 4147
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 4247
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 4347
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 4447
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 4547
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 4647
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 4747
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 347
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 447
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 547
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 647
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 747
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 847
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 947
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 1047
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 1147
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 1247
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 1347
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 1447
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 1547
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 1647
$microamp( )+- amp amp DNA 0 amp 10amp 23
($) amp$()$ +amp-0$ ($amp 1micro$amp
234565 7825995
(amplt)) micro= amp$()$ micro-ampamp(microgt$ +amp-0$
-ampA B--ampamp -$1 C-gtD$1E R ampamp-BCC$-amp0 amp$1Camp -
F 1--A -$1 C-gtD$1E S($1 gtD$1 ampamp- micro gtmicroampC=)
- )E 1$1--A0$1 D1Cmicroamp-$E 1--A -$1 C-gtD$1E S
7825G47526G7HG
-amp B--ampamp -$1 C-gt$1E Rmicro-ampCD=microamp-$-amp0 C B--ampamp
C-gtD$1E S $0 amp)($$0 - $$ amp0 amp$()$0 amp0
$amp$B 1micro$amp C-gtD$E S
C-gtD$E R
C-gtD$E S
G37I8J5G75 7)0amp 0ampA amp
micro-ampKgt$1 =$$micro0gtE =$K$E
0gtD$-amp0 C-amp B--ampamp -$1 C-gtD$1E S
G37I8J5G75 2$ micro)0$ $1
micro-ampKgt0 -0E =$$micro0gtE
=$K$E amp0 -$ DNA
B--ampamp -$1 C-gtD$1E S
ampCmicroamp-$$=C= -$1 1$1--A0$1
D1Cmicroamp-$E
C amp-=($E micro$
RNA -LE DNA 0lt0amp 1ltamp-AampE
gt(D$E - micro$ (0amp micro-ampCD=microamp-0Cmicro) - 1--A -$1 C-gtD$1E
C-gtD$E C-gtD$E C-gtD$E C-gtD$E C-gtD$E R R S R R
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 1747
micro$ amp () DNA+-$ micro0
$10-
2)$amp3(
$amp+2 DNA
43567 83+2 9)
)22(0 micro3(05 ()lt
micro3 3micro5lt )-6=2) ($=$$23lt 6-0micromicrolt
$amp+2 DNA 9amp amp$0 DNA
0$10-+-$=lt
$3amp3(=lt
DNA $
ampmicro () +
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 1847
micro$
amp($$
)+$
(micro-
+0-$+
0+amp$$
amp)1amp+232+4)- )(5(-
$amp ()
+micro-)micro(012
34+$) +( 50-6
701 (8 DNA
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 1947
$amp () + DNA
$amp()amp+
micro+
- 01-00
micro23
01-00
3rsquo )$
5rsquo )$ 3rsquo )$
5rsquo )$
4amp
50)$
micro+ 6)$7+$6
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 2047
$ampmicro( micromicro)+ micro-micro(0
micro$amp ()$ +$hellip-((
micro$ micro01amp 123+1
45$6 Morse
789$
DNA
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 2147
$ amp()amp +$-$ 0 +12amp3amp($0 4 2 56$52 micro40 +7$820
$amp $amp ( $amp C
amp)+
amp- DNAmicro0123 )4212amp5
)26074 )26074 B )26074 C
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 2247
$amp( )+ +amp-)(+
)amp 0+(amp )$1
2-345(+$1 )amp +6578amp
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 2347
$ amp($ DNA)$ micro+(
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 2447
$amp S
$amp Srsquo
$amp-(micro)+ S
$amp ($amp Srsquo
$amp ($amp S
($amp-(micro)+ Srsquo
)-(0 (laquo1)2-(0raquo) 310 () DNA
To DNA $ ampmicro(amp) (+ - amp
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 2547
$amp (laquo($ampraquo) )$amp +$ DNA
-0123
-0123
-0123
456($+7 )$+7 +$87 DNA
H $amp( ) DNA
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 2647
H $amp () +) -+) (0 DNA
12 micro 32(45 $(643)
$amp ($)amp+
-0(1 DNA
-)2(1)3 $ -)4+ 5)
micro $ 61+7) laquo(amp$+amp)0(raquo
4amp0$8(9(
micro1(0(1 DNA micro
5$1)micro ) lt(7 DNA
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 2747
$amp()amp+ ()micro+-)micro 0$1 23(451
micro$amp262 7(1 289$$1 amp$962-$1 $amp221
7+ 70070lt1 4$=(8$1 23(451
$amp( )$+amp(
-$0)1 $( 2345(
2345( )$+(
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 2847
5rsquo $ $amp ()$amp
3rsquo $ $amp ()$amp
5rsquo $ $amp ()$amp
3rsquo $ $amp ()$amp
()$
+micro-+$ )+$amp)012micro+)$ ()$
3amp$454$06 $78
+0+96micro+)$ 0454$06 +$7amp0$)$amp+$0$
$amp () DNA
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 2947
laquo$ampraquo ()amp DNA
amp+-0 01 amp2001 01 345)1 6$71
8-(micro8 amp)98
$amp()( (+ amp$-+ (
DNA 0 micro 123$ (45678
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 3047
$amp() )(+)
amp (-+
(amp$+) 5rsquo3rsquo
01amp() )(+)
amp (-+
(amp$+) 3rsquo5rsquo
23 5rsquo 4563 738 796429lt
=29gt gt9 gt38532ABlt3
973micro9568gtCA
micro Blt36CD2lt5E B64FG
23 3rsquo 4563 738
796429lt =29gt
gt9 gt38532ABlt3
973micro9568gtCA
micro Blt36CD2lt5E
B64FG
ltF6H=microgt3FDF2=
26ltIDFI36lt5=
B3J86ltK3gt38532ABlt3
L0$amp()
L0)
) +ampL0) L+ 0M0
L) L+ + L+amp +
Lamp (++ L
N)-) +01
) L) + L
N)-) +01 0M
amp)+ +01 1 amp+ -0
$amp()( (+
()( micro- )01-
DNA micro$ 2$3+)(
5rsquo3rsquo
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 3147
$amp () RNA +amp-
0 amp 1+micro2amp
RNA +amp-3
micro45( $)1ampmicro() 67()
amp DNA(6)micro12amp 1859+ amp $amp 03 () 62micro(3
Okazaki (0+( 6(3)1($(3 ()6(5+ (
RNA +amp-
amp DNA(6)micro12amp (6(6amp17+ amp
$amp () 62micro(3 DNA
( 6+03 RNA+amp-3
65lt+ + +$5+
0 DNA
)=amp () ()
62micro(3 DNA micro ( +microamp)micro(
$)1ampmicro( 67( micro amp
12amp amp3 6+42amp3 ()DNA
H $amp ()micro+
DNA +- )$+ampmicro0-
(1-
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 3247
$amp() + -$+) micro -012 )amp3$45
micro$amp (ampamp()micro+amp) -+amp)
+amp)+012micro+amp3 -+amp3
amp01+4+
50$6(3
DNA amp)micro(78 7+4 amp+
(ampamp()micro+amp -+amp 99lt=gtlt
ABC
ADE=FltGgtlt
ABC
(06 20 DNA
078 amp) DNA
(0micro78
(4H+8 amp)
)+I20 micro
microamp+ampJ3 -+amp)3
RNA 0+863
+2amp micro6micro Okazaki
micro$amp 1)(8micro2+amp)
-+amp)
DNA amp)micro(78 7+4 amp+
1)(8micro2+amp -+amp
(micro03 ampamp8(-+0 8 J+18 +3 micro6microamp3 Okazaki)
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 3347
$amp()micro micro)+ )-+ )012+
micro$amp (ampamp()micro+amp) -+amp)
+amp)+012micro+amp3 -+amp3
DNA amp)micro(45 4+6
amp+ (ampamp()micro+amp -+amp (07 20 DNA
(0micro45
(68+5 amp)
)+920 micro
microamp+amp3 -+amp)3
RNA 0+573
micro7micro Okazaki
045 amp) DNA
micro$amp 1)(5micro2+amp) -+amp)
+amp)+012micro+amp3 -+amp3
DNA amp)micro(45 4+6 amp+ 1)(5micro2+amp -+amp
(micro03 ampamp5(-+0 5 +15 +3 micro7microamp3 Okazaki)
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 3447
Ε Ι Σ Α Γ Ω Γ Η Σ Τ Ι Σ Σ Υ Γ Χ Ρ Ο Ν Ε Σ Β Ι Ο Λ Ο Γ Ι Κ Ε Σ
Ε Π Ι Σ Τ Η Μ Ε Σ ΕΠΙΔΙΟΡΘΩΣΗ ΤΟΥ DN A
(05 ΟΚΤΩΒΡΙΟΥ 2007)
Στις προηγούμενες διαλέξεις είδαμε ότι η αντιγραφή διαθέτει τις κατάλληλες ασφαλιστικές δικλίδες
για την αποφυγή εισαγωγής λαθών μέσα στο DNA Ωστόσο ακόμα και με όλες αυτές τις προφυλά‐
ξεις από τη μεριά του κύτταρου είναι δυνατόν να συμβούν λάθη όπως για παράδειγμα η τοποθέ‐
τηση λάθος βάσης απέναντι σε μία άλλη (πχ G απέναντι από A) Τέτοια λάθη είναι εξαιρετικά σπά‐
νια (1 λάθος ανά 107 αντιγραφόμενα νουκλεοτίδια) και συνήθως δεν προκαλούν σοβαρά προβλήμα‐
τα στα κύτταρα (για λόγους που θα δούμε όταν μελετήσουμε τη μεταγραφή και τη μετάφραση του
γεν υλικού) Όμως υπάρχει πάντα η πιθανότητα μια μετάλλαξη (μόνιμη αλλαγή) του DNA όσο α‐
πλή και αν είναι να προκαλέσει σοβαρά προβλήματα στην επιβίωση ενός οργανισμού Ένα τέτοιο
πολύ κοινό παράδειγμα είναι η μετάλλαξη που προκαλεί τη δρεπανοκυτταρική αναιμία Πρόκειται
για τη μεταβολή ενός μόνου νουκλεοτιδίου από αδενίνη σε θυμίνη στο γονίδιο της β‐σφαιρίνης που
προκαλεί την παραγωγή ελαττωματικής πρωτεΐνης Αν ένα άτομο έχει κληρονομήσει 2 τέτοια μεταλ‐
λαγμένα γονίδια (ένα από κάθε γονέα) τότε όλη η αιμοσφαιρίνη του αίματος του είναι δυσλειτουρ‐
γική με αποτέλεσμα τον θάνατο Στην περίπτωση που έχει μόνο το ένα από τα δύο γονίδια μεταλ‐
λαγμένο τότε το άτομο αυτό έστω και με κάποια προβλήματα θα μπορέσει να έχει μια φυσιολογική
ζωή
Μια άλλη ασθένεια στην οποία διαδραματίζουν καθοριστικό ρόλο οι μεταλλάξεις είναι ο καρκίνος
Κατά τη διάρκεια της ζωής ενός ανθρώπου δημιουργούνται και συσσωρεύονται μεταλλάξεις στα
σωματικά κύτταρα του ανθρώπου και μπορεί να τύχει κάποιες από αυτές τις μεταλλάξεις να είναι σεγονίδια του κυτταρικού κύκλου Όσο μεγαλύτερο είναι ένα άτομο σε ηλικία τόσες μεγαλύτερες είναι
οι πιθανότητες να έχει συσσωρεύσει μια σειρά από μεταλλάξεις στα σωματικά του κύτταρα που θα
του προκαλέσουν καρκίνο Μάλιστα διάφορες έρευνες δείχνουν ότι οι πιθανότητες να εμφανίσει
κάποιος καρκίνο αυξάνουν εκθετικά με την ηλικία
Τελικά αυτό που συμβαίνει είναι ότι παρόλο που τα λάθη στην αντιγραφή του DNA είναι εξαιρετικά
σπάνια ο αριθμός των αντιγραφών που γίνονται σε ένα πολύπλοκο ευκαρυωτικό οργανισμό είναι
τόσος μεγάλος που αναπόφευκτα θα συσσωρευτεί ένας μεγάλος αριθμός από μεταλλάξεις στα σω‐
ματικά κύτταρα Για το λόγο αυτό όλα τα κύτταρα έχουν αποκτήσει ένα περίτεχνο σύνολο μηχανι‐
σμών μέσω των οποίων ελαττώνουν (περίπου κατά 100 φορές) τον αριθμό των μεταλλάξεων που
συμβαίνουν στο DNA τους Όλοι οι διαφορετικοί μηχανισμοί που έχουν ως σκοπό την απαλοιφή των
λαθών που γίνονται κατά την αντιγραφή περιγράφονται συλλογικά με τον όρο μηχανισμοί επιδιόρ‐θωσης του DNA
Ο βασικότερος μηχανισμός απαλοιφής λαθών ονομάζεται σύστημα επιδιόρθωσης των αταίριαστων
βάσεων του DNA και όπως φανερώνει το όνομά του η λειτουργία του είναι να αναγνωρίζει και να
διορθώνει τα αταίριαστα νουκλεοτίδια στον καινούργιο κλώνο του DNA Η διαδικασία της αναγνώ‐
ρισης του σωστού κλώνου είναι ίσως η πιο δύσκολη και σίγουρα η σημαντικότερη για τη σωστή επι‐
διόρθωση Αν το γονεϊκό κύτταρο δεν επιδιορθώσει τον μεταλλαγμένο κλώνο τότε το θυγατρικό κύτ‐
ταρο θα περιέχει μια μετάλλαξη ενώ το γονεϊκό καμία αν όμως το κύτταρο επιδιορθώσει τον λάθος
κλώνο (δηλ τον κλώνο εκμαγείο) τότε το αποτέλεσμα θα είναι να υπάρχει η μετάλλαξη και στους
δύο κλώνους και συνεπώς και σε όλα τα κύτταρα που θα δημιουργηθούν στο εξής Επομένως η επι‐
διόρθωση του λάθος κλώνου επιφέρει χειρότερα αποτελέσματα από ότι το ίδιο το λάθος εξαρχής Αν
και δεν είναι ακόμα γνωστός ο τρόπος με τον οποίο το σύστημα επιδιόρθωσης των αταίριαστων ζευ‐
γών αναγνωρίζει το νεοσυντιθέμενο κλώνο φαίνεται ότι οι νεοσυντιθέμενοι κλώνοι (τόσο ο προπο‐
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 3547
ρευόμενος όσο και ο καθυστερημένος) υφίσταται εγκοπές που καθοδηγούν το μηχανισμό στην ανα‐
γνώρισή τους
Όσον αφορά τη ίδια τη διαδικασία της επιδιόρθωσης αυτή πραγματοποιείται σε τρία βασικά στάδια
Κατά το πρώτο στάδιο κόβεται και αφαιρείται η λάθος βάση από το νεοσυντιθέμενο κλώνο με τη
βοήθεια μιας νουκλεάσης Στο 2ο στάδιο μια DNA πολυμεράση αναλαμβάνει να καλύψει το κενό που
δημιουργήθηκε χρησιμοποιώντας ως εκμαγείο τον σωστό κλώνο ενώ τη δουλειά τελειώνει στο 3ο
στάδιο μια DNA λιγάση που συνενώνει το κενό στο σκελετό του σακχαρο ‐φωσφορικού σκελετού του
νεοσυντιθέμενου κλώνου Είναι φανερό ότι η διαδικασία της επιδιόρθωσης μοιράζεται πολλούς μη‐
χανισμούς και ένζυμα με την αντιγραφή με τον τρόπο αυτό το κύτταρο χρησιμοποιεί ένζυμα τα ο‐
ποία είναι εξελιγμένα να συνθέτουν DNA με μεγάλη ακρίβεια ενώ συγχρόνως κάνει και οικονομία
πρώτων υλών
Βέβαια δεν οφείλονται όλα τα λάθη του DNA στο λάθος ταίριασμα βάσεων κατά την αντιγραφή Α‐
κόμα και όταν το DNA δεν αντιγράφεται υφίσταται συνεχώς βλάβες όπως και κάθε άλλο μόριο ενός
οργανισμού Οι βλάβες αυτές οφείλονται σε εξωγενής παράγοντες όπως για παράδειγμα η υψηλή
θερμοκρασία η υπεριώδης ακτινοβολία η ραδιενέργεια η έλλειψη πρώτων υλών (αβιταμίνωση)
κλπ Για παράδειγμα μια πολύ κοινή βλάβη που προκαλείται από την υπεριώδη ακτινοβολία είναι η
μετατροπή δύο γειτονικών βάσεων θυμίνης σε ένα διμερές θυμίνης Τέτοιες αλλαγές προκαλούν τη
μετατόπιση του πλαισίου ανάγνωσης του DNA που με τη σειρά του οδηγεί σε σοβαρά λάθη στις πα‐
ραγόμενες πρωτεΐνες Οι μηχανισμοί που χρησιμοποιούνται για την επιδιόρθωση τέτοιων λαθών
είναι διαφορετικοί από αυτόν που περιγράφθηκε μοιράζονται όμως πολλές διαδικασίες και ένζυμα
καθώς και τη βασική αρχή ότι χρησιμοποιείται ως εκμαγείο ο κλώνος που δεν έχει υποστεί λάθος
Από τα παραπάνω είναι φανερό ότι αν δεν υπήρχαν οι μηχανισμοί επιδιόρθωσης του DNA μια και
μόνο μέρα θα ήταν αρκετή για να συγκεντρώσουμε τόσες μεταλλάξεις στα κύτταρα μας που θα οδη‐
γούμασταν άμεσα στο θάνατο μας Είναι λογικό λοιπόν να υποθέσουμε ότι η φύση εξέλιξε αυτούς
τους μηχανισμούς πολύ νωρίς κατά την ανάπτυξη της ζωής και για το λόγο αυτό απαντώνται σχεδόν
απαράλλακτοι σε όλους τους οργανισμούς
ΠΕΡΙΣΣΟΤΕΡΗ ΑΝ ΑΓ ΝΩ ΣΗ
Κεφ 6 laquoDNAraquo από Alberts B Bray D Johnson A Lewis J Raff M Roberts K et al (2000) Βασι‐
κές Αρχές Κυτταρικής Βιολογίας Εισαγωγή στη Μοριακή Βιολογία του Κυττάρου (Χ Ζιούδρου Με‐
ταφ) Αθήνα Ιατρικές Εκδόσεις ΠΧ Πασχαλίδη
ΠΡΟΑΙΡΕΤΙΚΗ ΑΝΑΓΝΩΣΗ (ΣΤΑ ΑΓΓΛΙΚΑ)
Θέμα Πηγή
Δρεπανοκυτταρική αναιμία httpenwikipediaorgwikiSickle_cell_anemia
Επιδιόρθωση του DNA httpenwikipediaorgwikiDNA_repair
Μετάλλαξη httpenwikipediaorgwikiMutation
Σύστημα επιδιόρθωσης των αταί‐
ριαστων βάσεων του DNAhttpenwikipediaorgwikiMismatch_repair
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 3647
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 3747
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 3847
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 3947
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 4047
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 4147
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 4247
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 4347
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 4447
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 4547
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 4647
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 4747
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 447
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 547
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 647
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 747
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 847
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 947
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 1047
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 1147
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 1247
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 1347
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 1447
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 1547
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 1647
$microamp( )+- amp amp DNA 0 amp 10amp 23
($) amp$()$ +amp-0$ ($amp 1micro$amp
234565 7825995
(amplt)) micro= amp$()$ micro-ampamp(microgt$ +amp-0$
-ampA B--ampamp -$1 C-gtD$1E R ampamp-BCC$-amp0 amp$1Camp -
F 1--A -$1 C-gtD$1E S($1 gtD$1 ampamp- micro gtmicroampC=)
- )E 1$1--A0$1 D1Cmicroamp-$E 1--A -$1 C-gtD$1E S
7825G47526G7HG
-amp B--ampamp -$1 C-gt$1E Rmicro-ampCD=microamp-$-amp0 C B--ampamp
C-gtD$1E S $0 amp)($$0 - $$ amp0 amp$()$0 amp0
$amp$B 1micro$amp C-gtD$E S
C-gtD$E R
C-gtD$E S
G37I8J5G75 7)0amp 0ampA amp
micro-ampKgt$1 =$$micro0gtE =$K$E
0gtD$-amp0 C-amp B--ampamp -$1 C-gtD$1E S
G37I8J5G75 2$ micro)0$ $1
micro-ampKgt0 -0E =$$micro0gtE
=$K$E amp0 -$ DNA
B--ampamp -$1 C-gtD$1E S
ampCmicroamp-$$=C= -$1 1$1--A0$1
D1Cmicroamp-$E
C amp-=($E micro$
RNA -LE DNA 0lt0amp 1ltamp-AampE
gt(D$E - micro$ (0amp micro-ampCD=microamp-0Cmicro) - 1--A -$1 C-gtD$1E
C-gtD$E C-gtD$E C-gtD$E C-gtD$E C-gtD$E R R S R R
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 1747
micro$ amp () DNA+-$ micro0
$10-
2)$amp3(
$amp+2 DNA
43567 83+2 9)
)22(0 micro3(05 ()lt
micro3 3micro5lt )-6=2) ($=$$23lt 6-0micromicrolt
$amp+2 DNA 9amp amp$0 DNA
0$10-+-$=lt
$3amp3(=lt
DNA $
ampmicro () +
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 1847
micro$
amp($$
)+$
(micro-
+0-$+
0+amp$$
amp)1amp+232+4)- )(5(-
$amp ()
+micro-)micro(012
34+$) +( 50-6
701 (8 DNA
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 1947
$amp () + DNA
$amp()amp+
micro+
- 01-00
micro23
01-00
3rsquo )$
5rsquo )$ 3rsquo )$
5rsquo )$
4amp
50)$
micro+ 6)$7+$6
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 2047
$ampmicro( micromicro)+ micro-micro(0
micro$amp ()$ +$hellip-((
micro$ micro01amp 123+1
45$6 Morse
789$
DNA
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 2147
$ amp()amp +$-$ 0 +12amp3amp($0 4 2 56$52 micro40 +7$820
$amp $amp ( $amp C
amp)+
amp- DNAmicro0123 )4212amp5
)26074 )26074 B )26074 C
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 2247
$amp( )+ +amp-)(+
)amp 0+(amp )$1
2-345(+$1 )amp +6578amp
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 2347
$ amp($ DNA)$ micro+(
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 2447
$amp S
$amp Srsquo
$amp-(micro)+ S
$amp ($amp Srsquo
$amp ($amp S
($amp-(micro)+ Srsquo
)-(0 (laquo1)2-(0raquo) 310 () DNA
To DNA $ ampmicro(amp) (+ - amp
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 2547
$amp (laquo($ampraquo) )$amp +$ DNA
-0123
-0123
-0123
456($+7 )$+7 +$87 DNA
H $amp( ) DNA
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 2647
H $amp () +) -+) (0 DNA
12 micro 32(45 $(643)
$amp ($)amp+
-0(1 DNA
-)2(1)3 $ -)4+ 5)
micro $ 61+7) laquo(amp$+amp)0(raquo
4amp0$8(9(
micro1(0(1 DNA micro
5$1)micro ) lt(7 DNA
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 2747
$amp()amp+ ()micro+-)micro 0$1 23(451
micro$amp262 7(1 289$$1 amp$962-$1 $amp221
7+ 70070lt1 4$=(8$1 23(451
$amp( )$+amp(
-$0)1 $( 2345(
2345( )$+(
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 2847
5rsquo $ $amp ()$amp
3rsquo $ $amp ()$amp
5rsquo $ $amp ()$amp
3rsquo $ $amp ()$amp
()$
+micro-+$ )+$amp)012micro+)$ ()$
3amp$454$06 $78
+0+96micro+)$ 0454$06 +$7amp0$)$amp+$0$
$amp () DNA
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 2947
laquo$ampraquo ()amp DNA
amp+-0 01 amp2001 01 345)1 6$71
8-(micro8 amp)98
$amp()( (+ amp$-+ (
DNA 0 micro 123$ (45678
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 3047
$amp() )(+)
amp (-+
(amp$+) 5rsquo3rsquo
01amp() )(+)
amp (-+
(amp$+) 3rsquo5rsquo
23 5rsquo 4563 738 796429lt
=29gt gt9 gt38532ABlt3
973micro9568gtCA
micro Blt36CD2lt5E B64FG
23 3rsquo 4563 738
796429lt =29gt
gt9 gt38532ABlt3
973micro9568gtCA
micro Blt36CD2lt5E
B64FG
ltF6H=microgt3FDF2=
26ltIDFI36lt5=
B3J86ltK3gt38532ABlt3
L0$amp()
L0)
) +ampL0) L+ 0M0
L) L+ + L+amp +
Lamp (++ L
N)-) +01
) L) + L
N)-) +01 0M
amp)+ +01 1 amp+ -0
$amp()( (+
()( micro- )01-
DNA micro$ 2$3+)(
5rsquo3rsquo
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 3147
$amp () RNA +amp-
0 amp 1+micro2amp
RNA +amp-3
micro45( $)1ampmicro() 67()
amp DNA(6)micro12amp 1859+ amp $amp 03 () 62micro(3
Okazaki (0+( 6(3)1($(3 ()6(5+ (
RNA +amp-
amp DNA(6)micro12amp (6(6amp17+ amp
$amp () 62micro(3 DNA
( 6+03 RNA+amp-3
65lt+ + +$5+
0 DNA
)=amp () ()
62micro(3 DNA micro ( +microamp)micro(
$)1ampmicro( 67( micro amp
12amp amp3 6+42amp3 ()DNA
H $amp ()micro+
DNA +- )$+ampmicro0-
(1-
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 3247
$amp() + -$+) micro -012 )amp3$45
micro$amp (ampamp()micro+amp) -+amp)
+amp)+012micro+amp3 -+amp3
amp01+4+
50$6(3
DNA amp)micro(78 7+4 amp+
(ampamp()micro+amp -+amp 99lt=gtlt
ABC
ADE=FltGgtlt
ABC
(06 20 DNA
078 amp) DNA
(0micro78
(4H+8 amp)
)+I20 micro
microamp+ampJ3 -+amp)3
RNA 0+863
+2amp micro6micro Okazaki
micro$amp 1)(8micro2+amp)
-+amp)
DNA amp)micro(78 7+4 amp+
1)(8micro2+amp -+amp
(micro03 ampamp8(-+0 8 J+18 +3 micro6microamp3 Okazaki)
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 3347
$amp()micro micro)+ )-+ )012+
micro$amp (ampamp()micro+amp) -+amp)
+amp)+012micro+amp3 -+amp3
DNA amp)micro(45 4+6
amp+ (ampamp()micro+amp -+amp (07 20 DNA
(0micro45
(68+5 amp)
)+920 micro
microamp+amp3 -+amp)3
RNA 0+573
micro7micro Okazaki
045 amp) DNA
micro$amp 1)(5micro2+amp) -+amp)
+amp)+012micro+amp3 -+amp3
DNA amp)micro(45 4+6 amp+ 1)(5micro2+amp -+amp
(micro03 ampamp5(-+0 5 +15 +3 micro7microamp3 Okazaki)
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 3447
Ε Ι Σ Α Γ Ω Γ Η Σ Τ Ι Σ Σ Υ Γ Χ Ρ Ο Ν Ε Σ Β Ι Ο Λ Ο Γ Ι Κ Ε Σ
Ε Π Ι Σ Τ Η Μ Ε Σ ΕΠΙΔΙΟΡΘΩΣΗ ΤΟΥ DN A
(05 ΟΚΤΩΒΡΙΟΥ 2007)
Στις προηγούμενες διαλέξεις είδαμε ότι η αντιγραφή διαθέτει τις κατάλληλες ασφαλιστικές δικλίδες
για την αποφυγή εισαγωγής λαθών μέσα στο DNA Ωστόσο ακόμα και με όλες αυτές τις προφυλά‐
ξεις από τη μεριά του κύτταρου είναι δυνατόν να συμβούν λάθη όπως για παράδειγμα η τοποθέ‐
τηση λάθος βάσης απέναντι σε μία άλλη (πχ G απέναντι από A) Τέτοια λάθη είναι εξαιρετικά σπά‐
νια (1 λάθος ανά 107 αντιγραφόμενα νουκλεοτίδια) και συνήθως δεν προκαλούν σοβαρά προβλήμα‐
τα στα κύτταρα (για λόγους που θα δούμε όταν μελετήσουμε τη μεταγραφή και τη μετάφραση του
γεν υλικού) Όμως υπάρχει πάντα η πιθανότητα μια μετάλλαξη (μόνιμη αλλαγή) του DNA όσο α‐
πλή και αν είναι να προκαλέσει σοβαρά προβλήματα στην επιβίωση ενός οργανισμού Ένα τέτοιο
πολύ κοινό παράδειγμα είναι η μετάλλαξη που προκαλεί τη δρεπανοκυτταρική αναιμία Πρόκειται
για τη μεταβολή ενός μόνου νουκλεοτιδίου από αδενίνη σε θυμίνη στο γονίδιο της β‐σφαιρίνης που
προκαλεί την παραγωγή ελαττωματικής πρωτεΐνης Αν ένα άτομο έχει κληρονομήσει 2 τέτοια μεταλ‐
λαγμένα γονίδια (ένα από κάθε γονέα) τότε όλη η αιμοσφαιρίνη του αίματος του είναι δυσλειτουρ‐
γική με αποτέλεσμα τον θάνατο Στην περίπτωση που έχει μόνο το ένα από τα δύο γονίδια μεταλ‐
λαγμένο τότε το άτομο αυτό έστω και με κάποια προβλήματα θα μπορέσει να έχει μια φυσιολογική
ζωή
Μια άλλη ασθένεια στην οποία διαδραματίζουν καθοριστικό ρόλο οι μεταλλάξεις είναι ο καρκίνος
Κατά τη διάρκεια της ζωής ενός ανθρώπου δημιουργούνται και συσσωρεύονται μεταλλάξεις στα
σωματικά κύτταρα του ανθρώπου και μπορεί να τύχει κάποιες από αυτές τις μεταλλάξεις να είναι σεγονίδια του κυτταρικού κύκλου Όσο μεγαλύτερο είναι ένα άτομο σε ηλικία τόσες μεγαλύτερες είναι
οι πιθανότητες να έχει συσσωρεύσει μια σειρά από μεταλλάξεις στα σωματικά του κύτταρα που θα
του προκαλέσουν καρκίνο Μάλιστα διάφορες έρευνες δείχνουν ότι οι πιθανότητες να εμφανίσει
κάποιος καρκίνο αυξάνουν εκθετικά με την ηλικία
Τελικά αυτό που συμβαίνει είναι ότι παρόλο που τα λάθη στην αντιγραφή του DNA είναι εξαιρετικά
σπάνια ο αριθμός των αντιγραφών που γίνονται σε ένα πολύπλοκο ευκαρυωτικό οργανισμό είναι
τόσος μεγάλος που αναπόφευκτα θα συσσωρευτεί ένας μεγάλος αριθμός από μεταλλάξεις στα σω‐
ματικά κύτταρα Για το λόγο αυτό όλα τα κύτταρα έχουν αποκτήσει ένα περίτεχνο σύνολο μηχανι‐
σμών μέσω των οποίων ελαττώνουν (περίπου κατά 100 φορές) τον αριθμό των μεταλλάξεων που
συμβαίνουν στο DNA τους Όλοι οι διαφορετικοί μηχανισμοί που έχουν ως σκοπό την απαλοιφή των
λαθών που γίνονται κατά την αντιγραφή περιγράφονται συλλογικά με τον όρο μηχανισμοί επιδιόρ‐θωσης του DNA
Ο βασικότερος μηχανισμός απαλοιφής λαθών ονομάζεται σύστημα επιδιόρθωσης των αταίριαστων
βάσεων του DNA και όπως φανερώνει το όνομά του η λειτουργία του είναι να αναγνωρίζει και να
διορθώνει τα αταίριαστα νουκλεοτίδια στον καινούργιο κλώνο του DNA Η διαδικασία της αναγνώ‐
ρισης του σωστού κλώνου είναι ίσως η πιο δύσκολη και σίγουρα η σημαντικότερη για τη σωστή επι‐
διόρθωση Αν το γονεϊκό κύτταρο δεν επιδιορθώσει τον μεταλλαγμένο κλώνο τότε το θυγατρικό κύτ‐
ταρο θα περιέχει μια μετάλλαξη ενώ το γονεϊκό καμία αν όμως το κύτταρο επιδιορθώσει τον λάθος
κλώνο (δηλ τον κλώνο εκμαγείο) τότε το αποτέλεσμα θα είναι να υπάρχει η μετάλλαξη και στους
δύο κλώνους και συνεπώς και σε όλα τα κύτταρα που θα δημιουργηθούν στο εξής Επομένως η επι‐
διόρθωση του λάθος κλώνου επιφέρει χειρότερα αποτελέσματα από ότι το ίδιο το λάθος εξαρχής Αν
και δεν είναι ακόμα γνωστός ο τρόπος με τον οποίο το σύστημα επιδιόρθωσης των αταίριαστων ζευ‐
γών αναγνωρίζει το νεοσυντιθέμενο κλώνο φαίνεται ότι οι νεοσυντιθέμενοι κλώνοι (τόσο ο προπο‐
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 3547
ρευόμενος όσο και ο καθυστερημένος) υφίσταται εγκοπές που καθοδηγούν το μηχανισμό στην ανα‐
γνώρισή τους
Όσον αφορά τη ίδια τη διαδικασία της επιδιόρθωσης αυτή πραγματοποιείται σε τρία βασικά στάδια
Κατά το πρώτο στάδιο κόβεται και αφαιρείται η λάθος βάση από το νεοσυντιθέμενο κλώνο με τη
βοήθεια μιας νουκλεάσης Στο 2ο στάδιο μια DNA πολυμεράση αναλαμβάνει να καλύψει το κενό που
δημιουργήθηκε χρησιμοποιώντας ως εκμαγείο τον σωστό κλώνο ενώ τη δουλειά τελειώνει στο 3ο
στάδιο μια DNA λιγάση που συνενώνει το κενό στο σκελετό του σακχαρο ‐φωσφορικού σκελετού του
νεοσυντιθέμενου κλώνου Είναι φανερό ότι η διαδικασία της επιδιόρθωσης μοιράζεται πολλούς μη‐
χανισμούς και ένζυμα με την αντιγραφή με τον τρόπο αυτό το κύτταρο χρησιμοποιεί ένζυμα τα ο‐
ποία είναι εξελιγμένα να συνθέτουν DNA με μεγάλη ακρίβεια ενώ συγχρόνως κάνει και οικονομία
πρώτων υλών
Βέβαια δεν οφείλονται όλα τα λάθη του DNA στο λάθος ταίριασμα βάσεων κατά την αντιγραφή Α‐
κόμα και όταν το DNA δεν αντιγράφεται υφίσταται συνεχώς βλάβες όπως και κάθε άλλο μόριο ενός
οργανισμού Οι βλάβες αυτές οφείλονται σε εξωγενής παράγοντες όπως για παράδειγμα η υψηλή
θερμοκρασία η υπεριώδης ακτινοβολία η ραδιενέργεια η έλλειψη πρώτων υλών (αβιταμίνωση)
κλπ Για παράδειγμα μια πολύ κοινή βλάβη που προκαλείται από την υπεριώδη ακτινοβολία είναι η
μετατροπή δύο γειτονικών βάσεων θυμίνης σε ένα διμερές θυμίνης Τέτοιες αλλαγές προκαλούν τη
μετατόπιση του πλαισίου ανάγνωσης του DNA που με τη σειρά του οδηγεί σε σοβαρά λάθη στις πα‐
ραγόμενες πρωτεΐνες Οι μηχανισμοί που χρησιμοποιούνται για την επιδιόρθωση τέτοιων λαθών
είναι διαφορετικοί από αυτόν που περιγράφθηκε μοιράζονται όμως πολλές διαδικασίες και ένζυμα
καθώς και τη βασική αρχή ότι χρησιμοποιείται ως εκμαγείο ο κλώνος που δεν έχει υποστεί λάθος
Από τα παραπάνω είναι φανερό ότι αν δεν υπήρχαν οι μηχανισμοί επιδιόρθωσης του DNA μια και
μόνο μέρα θα ήταν αρκετή για να συγκεντρώσουμε τόσες μεταλλάξεις στα κύτταρα μας που θα οδη‐
γούμασταν άμεσα στο θάνατο μας Είναι λογικό λοιπόν να υποθέσουμε ότι η φύση εξέλιξε αυτούς
τους μηχανισμούς πολύ νωρίς κατά την ανάπτυξη της ζωής και για το λόγο αυτό απαντώνται σχεδόν
απαράλλακτοι σε όλους τους οργανισμούς
ΠΕΡΙΣΣΟΤΕΡΗ ΑΝ ΑΓ ΝΩ ΣΗ
Κεφ 6 laquoDNAraquo από Alberts B Bray D Johnson A Lewis J Raff M Roberts K et al (2000) Βασι‐
κές Αρχές Κυτταρικής Βιολογίας Εισαγωγή στη Μοριακή Βιολογία του Κυττάρου (Χ Ζιούδρου Με‐
ταφ) Αθήνα Ιατρικές Εκδόσεις ΠΧ Πασχαλίδη
ΠΡΟΑΙΡΕΤΙΚΗ ΑΝΑΓΝΩΣΗ (ΣΤΑ ΑΓΓΛΙΚΑ)
Θέμα Πηγή
Δρεπανοκυτταρική αναιμία httpenwikipediaorgwikiSickle_cell_anemia
Επιδιόρθωση του DNA httpenwikipediaorgwikiDNA_repair
Μετάλλαξη httpenwikipediaorgwikiMutation
Σύστημα επιδιόρθωσης των αταί‐
ριαστων βάσεων του DNAhttpenwikipediaorgwikiMismatch_repair
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 3647
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 3747
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 3847
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 3947
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 4047
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 4147
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 4247
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 4347
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 4447
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 4547
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 4647
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 4747
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 547
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 647
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 747
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 847
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 947
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 1047
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 1147
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 1247
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 1347
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 1447
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 1547
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 1647
$microamp( )+- amp amp DNA 0 amp 10amp 23
($) amp$()$ +amp-0$ ($amp 1micro$amp
234565 7825995
(amplt)) micro= amp$()$ micro-ampamp(microgt$ +amp-0$
-ampA B--ampamp -$1 C-gtD$1E R ampamp-BCC$-amp0 amp$1Camp -
F 1--A -$1 C-gtD$1E S($1 gtD$1 ampamp- micro gtmicroampC=)
- )E 1$1--A0$1 D1Cmicroamp-$E 1--A -$1 C-gtD$1E S
7825G47526G7HG
-amp B--ampamp -$1 C-gt$1E Rmicro-ampCD=microamp-$-amp0 C B--ampamp
C-gtD$1E S $0 amp)($$0 - $$ amp0 amp$()$0 amp0
$amp$B 1micro$amp C-gtD$E S
C-gtD$E R
C-gtD$E S
G37I8J5G75 7)0amp 0ampA amp
micro-ampKgt$1 =$$micro0gtE =$K$E
0gtD$-amp0 C-amp B--ampamp -$1 C-gtD$1E S
G37I8J5G75 2$ micro)0$ $1
micro-ampKgt0 -0E =$$micro0gtE
=$K$E amp0 -$ DNA
B--ampamp -$1 C-gtD$1E S
ampCmicroamp-$$=C= -$1 1$1--A0$1
D1Cmicroamp-$E
C amp-=($E micro$
RNA -LE DNA 0lt0amp 1ltamp-AampE
gt(D$E - micro$ (0amp micro-ampCD=microamp-0Cmicro) - 1--A -$1 C-gtD$1E
C-gtD$E C-gtD$E C-gtD$E C-gtD$E C-gtD$E R R S R R
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 1747
micro$ amp () DNA+-$ micro0
$10-
2)$amp3(
$amp+2 DNA
43567 83+2 9)
)22(0 micro3(05 ()lt
micro3 3micro5lt )-6=2) ($=$$23lt 6-0micromicrolt
$amp+2 DNA 9amp amp$0 DNA
0$10-+-$=lt
$3amp3(=lt
DNA $
ampmicro () +
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 1847
micro$
amp($$
)+$
(micro-
+0-$+
0+amp$$
amp)1amp+232+4)- )(5(-
$amp ()
+micro-)micro(012
34+$) +( 50-6
701 (8 DNA
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 1947
$amp () + DNA
$amp()amp+
micro+
- 01-00
micro23
01-00
3rsquo )$
5rsquo )$ 3rsquo )$
5rsquo )$
4amp
50)$
micro+ 6)$7+$6
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 2047
$ampmicro( micromicro)+ micro-micro(0
micro$amp ()$ +$hellip-((
micro$ micro01amp 123+1
45$6 Morse
789$
DNA
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 2147
$ amp()amp +$-$ 0 +12amp3amp($0 4 2 56$52 micro40 +7$820
$amp $amp ( $amp C
amp)+
amp- DNAmicro0123 )4212amp5
)26074 )26074 B )26074 C
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 2247
$amp( )+ +amp-)(+
)amp 0+(amp )$1
2-345(+$1 )amp +6578amp
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 2347
$ amp($ DNA)$ micro+(
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 2447
$amp S
$amp Srsquo
$amp-(micro)+ S
$amp ($amp Srsquo
$amp ($amp S
($amp-(micro)+ Srsquo
)-(0 (laquo1)2-(0raquo) 310 () DNA
To DNA $ ampmicro(amp) (+ - amp
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 2547
$amp (laquo($ampraquo) )$amp +$ DNA
-0123
-0123
-0123
456($+7 )$+7 +$87 DNA
H $amp( ) DNA
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 2647
H $amp () +) -+) (0 DNA
12 micro 32(45 $(643)
$amp ($)amp+
-0(1 DNA
-)2(1)3 $ -)4+ 5)
micro $ 61+7) laquo(amp$+amp)0(raquo
4amp0$8(9(
micro1(0(1 DNA micro
5$1)micro ) lt(7 DNA
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 2747
$amp()amp+ ()micro+-)micro 0$1 23(451
micro$amp262 7(1 289$$1 amp$962-$1 $amp221
7+ 70070lt1 4$=(8$1 23(451
$amp( )$+amp(
-$0)1 $( 2345(
2345( )$+(
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 2847
5rsquo $ $amp ()$amp
3rsquo $ $amp ()$amp
5rsquo $ $amp ()$amp
3rsquo $ $amp ()$amp
()$
+micro-+$ )+$amp)012micro+)$ ()$
3amp$454$06 $78
+0+96micro+)$ 0454$06 +$7amp0$)$amp+$0$
$amp () DNA
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 2947
laquo$ampraquo ()amp DNA
amp+-0 01 amp2001 01 345)1 6$71
8-(micro8 amp)98
$amp()( (+ amp$-+ (
DNA 0 micro 123$ (45678
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 3047
$amp() )(+)
amp (-+
(amp$+) 5rsquo3rsquo
01amp() )(+)
amp (-+
(amp$+) 3rsquo5rsquo
23 5rsquo 4563 738 796429lt
=29gt gt9 gt38532ABlt3
973micro9568gtCA
micro Blt36CD2lt5E B64FG
23 3rsquo 4563 738
796429lt =29gt
gt9 gt38532ABlt3
973micro9568gtCA
micro Blt36CD2lt5E
B64FG
ltF6H=microgt3FDF2=
26ltIDFI36lt5=
B3J86ltK3gt38532ABlt3
L0$amp()
L0)
) +ampL0) L+ 0M0
L) L+ + L+amp +
Lamp (++ L
N)-) +01
) L) + L
N)-) +01 0M
amp)+ +01 1 amp+ -0
$amp()( (+
()( micro- )01-
DNA micro$ 2$3+)(
5rsquo3rsquo
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 3147
$amp () RNA +amp-
0 amp 1+micro2amp
RNA +amp-3
micro45( $)1ampmicro() 67()
amp DNA(6)micro12amp 1859+ amp $amp 03 () 62micro(3
Okazaki (0+( 6(3)1($(3 ()6(5+ (
RNA +amp-
amp DNA(6)micro12amp (6(6amp17+ amp
$amp () 62micro(3 DNA
( 6+03 RNA+amp-3
65lt+ + +$5+
0 DNA
)=amp () ()
62micro(3 DNA micro ( +microamp)micro(
$)1ampmicro( 67( micro amp
12amp amp3 6+42amp3 ()DNA
H $amp ()micro+
DNA +- )$+ampmicro0-
(1-
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 3247
$amp() + -$+) micro -012 )amp3$45
micro$amp (ampamp()micro+amp) -+amp)
+amp)+012micro+amp3 -+amp3
amp01+4+
50$6(3
DNA amp)micro(78 7+4 amp+
(ampamp()micro+amp -+amp 99lt=gtlt
ABC
ADE=FltGgtlt
ABC
(06 20 DNA
078 amp) DNA
(0micro78
(4H+8 amp)
)+I20 micro
microamp+ampJ3 -+amp)3
RNA 0+863
+2amp micro6micro Okazaki
micro$amp 1)(8micro2+amp)
-+amp)
DNA amp)micro(78 7+4 amp+
1)(8micro2+amp -+amp
(micro03 ampamp8(-+0 8 J+18 +3 micro6microamp3 Okazaki)
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 3347
$amp()micro micro)+ )-+ )012+
micro$amp (ampamp()micro+amp) -+amp)
+amp)+012micro+amp3 -+amp3
DNA amp)micro(45 4+6
amp+ (ampamp()micro+amp -+amp (07 20 DNA
(0micro45
(68+5 amp)
)+920 micro
microamp+amp3 -+amp)3
RNA 0+573
micro7micro Okazaki
045 amp) DNA
micro$amp 1)(5micro2+amp) -+amp)
+amp)+012micro+amp3 -+amp3
DNA amp)micro(45 4+6 amp+ 1)(5micro2+amp -+amp
(micro03 ampamp5(-+0 5 +15 +3 micro7microamp3 Okazaki)
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 3447
Ε Ι Σ Α Γ Ω Γ Η Σ Τ Ι Σ Σ Υ Γ Χ Ρ Ο Ν Ε Σ Β Ι Ο Λ Ο Γ Ι Κ Ε Σ
Ε Π Ι Σ Τ Η Μ Ε Σ ΕΠΙΔΙΟΡΘΩΣΗ ΤΟΥ DN A
(05 ΟΚΤΩΒΡΙΟΥ 2007)
Στις προηγούμενες διαλέξεις είδαμε ότι η αντιγραφή διαθέτει τις κατάλληλες ασφαλιστικές δικλίδες
για την αποφυγή εισαγωγής λαθών μέσα στο DNA Ωστόσο ακόμα και με όλες αυτές τις προφυλά‐
ξεις από τη μεριά του κύτταρου είναι δυνατόν να συμβούν λάθη όπως για παράδειγμα η τοποθέ‐
τηση λάθος βάσης απέναντι σε μία άλλη (πχ G απέναντι από A) Τέτοια λάθη είναι εξαιρετικά σπά‐
νια (1 λάθος ανά 107 αντιγραφόμενα νουκλεοτίδια) και συνήθως δεν προκαλούν σοβαρά προβλήμα‐
τα στα κύτταρα (για λόγους που θα δούμε όταν μελετήσουμε τη μεταγραφή και τη μετάφραση του
γεν υλικού) Όμως υπάρχει πάντα η πιθανότητα μια μετάλλαξη (μόνιμη αλλαγή) του DNA όσο α‐
πλή και αν είναι να προκαλέσει σοβαρά προβλήματα στην επιβίωση ενός οργανισμού Ένα τέτοιο
πολύ κοινό παράδειγμα είναι η μετάλλαξη που προκαλεί τη δρεπανοκυτταρική αναιμία Πρόκειται
για τη μεταβολή ενός μόνου νουκλεοτιδίου από αδενίνη σε θυμίνη στο γονίδιο της β‐σφαιρίνης που
προκαλεί την παραγωγή ελαττωματικής πρωτεΐνης Αν ένα άτομο έχει κληρονομήσει 2 τέτοια μεταλ‐
λαγμένα γονίδια (ένα από κάθε γονέα) τότε όλη η αιμοσφαιρίνη του αίματος του είναι δυσλειτουρ‐
γική με αποτέλεσμα τον θάνατο Στην περίπτωση που έχει μόνο το ένα από τα δύο γονίδια μεταλ‐
λαγμένο τότε το άτομο αυτό έστω και με κάποια προβλήματα θα μπορέσει να έχει μια φυσιολογική
ζωή
Μια άλλη ασθένεια στην οποία διαδραματίζουν καθοριστικό ρόλο οι μεταλλάξεις είναι ο καρκίνος
Κατά τη διάρκεια της ζωής ενός ανθρώπου δημιουργούνται και συσσωρεύονται μεταλλάξεις στα
σωματικά κύτταρα του ανθρώπου και μπορεί να τύχει κάποιες από αυτές τις μεταλλάξεις να είναι σεγονίδια του κυτταρικού κύκλου Όσο μεγαλύτερο είναι ένα άτομο σε ηλικία τόσες μεγαλύτερες είναι
οι πιθανότητες να έχει συσσωρεύσει μια σειρά από μεταλλάξεις στα σωματικά του κύτταρα που θα
του προκαλέσουν καρκίνο Μάλιστα διάφορες έρευνες δείχνουν ότι οι πιθανότητες να εμφανίσει
κάποιος καρκίνο αυξάνουν εκθετικά με την ηλικία
Τελικά αυτό που συμβαίνει είναι ότι παρόλο που τα λάθη στην αντιγραφή του DNA είναι εξαιρετικά
σπάνια ο αριθμός των αντιγραφών που γίνονται σε ένα πολύπλοκο ευκαρυωτικό οργανισμό είναι
τόσος μεγάλος που αναπόφευκτα θα συσσωρευτεί ένας μεγάλος αριθμός από μεταλλάξεις στα σω‐
ματικά κύτταρα Για το λόγο αυτό όλα τα κύτταρα έχουν αποκτήσει ένα περίτεχνο σύνολο μηχανι‐
σμών μέσω των οποίων ελαττώνουν (περίπου κατά 100 φορές) τον αριθμό των μεταλλάξεων που
συμβαίνουν στο DNA τους Όλοι οι διαφορετικοί μηχανισμοί που έχουν ως σκοπό την απαλοιφή των
λαθών που γίνονται κατά την αντιγραφή περιγράφονται συλλογικά με τον όρο μηχανισμοί επιδιόρ‐θωσης του DNA
Ο βασικότερος μηχανισμός απαλοιφής λαθών ονομάζεται σύστημα επιδιόρθωσης των αταίριαστων
βάσεων του DNA και όπως φανερώνει το όνομά του η λειτουργία του είναι να αναγνωρίζει και να
διορθώνει τα αταίριαστα νουκλεοτίδια στον καινούργιο κλώνο του DNA Η διαδικασία της αναγνώ‐
ρισης του σωστού κλώνου είναι ίσως η πιο δύσκολη και σίγουρα η σημαντικότερη για τη σωστή επι‐
διόρθωση Αν το γονεϊκό κύτταρο δεν επιδιορθώσει τον μεταλλαγμένο κλώνο τότε το θυγατρικό κύτ‐
ταρο θα περιέχει μια μετάλλαξη ενώ το γονεϊκό καμία αν όμως το κύτταρο επιδιορθώσει τον λάθος
κλώνο (δηλ τον κλώνο εκμαγείο) τότε το αποτέλεσμα θα είναι να υπάρχει η μετάλλαξη και στους
δύο κλώνους και συνεπώς και σε όλα τα κύτταρα που θα δημιουργηθούν στο εξής Επομένως η επι‐
διόρθωση του λάθος κλώνου επιφέρει χειρότερα αποτελέσματα από ότι το ίδιο το λάθος εξαρχής Αν
και δεν είναι ακόμα γνωστός ο τρόπος με τον οποίο το σύστημα επιδιόρθωσης των αταίριαστων ζευ‐
γών αναγνωρίζει το νεοσυντιθέμενο κλώνο φαίνεται ότι οι νεοσυντιθέμενοι κλώνοι (τόσο ο προπο‐
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 3547
ρευόμενος όσο και ο καθυστερημένος) υφίσταται εγκοπές που καθοδηγούν το μηχανισμό στην ανα‐
γνώρισή τους
Όσον αφορά τη ίδια τη διαδικασία της επιδιόρθωσης αυτή πραγματοποιείται σε τρία βασικά στάδια
Κατά το πρώτο στάδιο κόβεται και αφαιρείται η λάθος βάση από το νεοσυντιθέμενο κλώνο με τη
βοήθεια μιας νουκλεάσης Στο 2ο στάδιο μια DNA πολυμεράση αναλαμβάνει να καλύψει το κενό που
δημιουργήθηκε χρησιμοποιώντας ως εκμαγείο τον σωστό κλώνο ενώ τη δουλειά τελειώνει στο 3ο
στάδιο μια DNA λιγάση που συνενώνει το κενό στο σκελετό του σακχαρο ‐φωσφορικού σκελετού του
νεοσυντιθέμενου κλώνου Είναι φανερό ότι η διαδικασία της επιδιόρθωσης μοιράζεται πολλούς μη‐
χανισμούς και ένζυμα με την αντιγραφή με τον τρόπο αυτό το κύτταρο χρησιμοποιεί ένζυμα τα ο‐
ποία είναι εξελιγμένα να συνθέτουν DNA με μεγάλη ακρίβεια ενώ συγχρόνως κάνει και οικονομία
πρώτων υλών
Βέβαια δεν οφείλονται όλα τα λάθη του DNA στο λάθος ταίριασμα βάσεων κατά την αντιγραφή Α‐
κόμα και όταν το DNA δεν αντιγράφεται υφίσταται συνεχώς βλάβες όπως και κάθε άλλο μόριο ενός
οργανισμού Οι βλάβες αυτές οφείλονται σε εξωγενής παράγοντες όπως για παράδειγμα η υψηλή
θερμοκρασία η υπεριώδης ακτινοβολία η ραδιενέργεια η έλλειψη πρώτων υλών (αβιταμίνωση)
κλπ Για παράδειγμα μια πολύ κοινή βλάβη που προκαλείται από την υπεριώδη ακτινοβολία είναι η
μετατροπή δύο γειτονικών βάσεων θυμίνης σε ένα διμερές θυμίνης Τέτοιες αλλαγές προκαλούν τη
μετατόπιση του πλαισίου ανάγνωσης του DNA που με τη σειρά του οδηγεί σε σοβαρά λάθη στις πα‐
ραγόμενες πρωτεΐνες Οι μηχανισμοί που χρησιμοποιούνται για την επιδιόρθωση τέτοιων λαθών
είναι διαφορετικοί από αυτόν που περιγράφθηκε μοιράζονται όμως πολλές διαδικασίες και ένζυμα
καθώς και τη βασική αρχή ότι χρησιμοποιείται ως εκμαγείο ο κλώνος που δεν έχει υποστεί λάθος
Από τα παραπάνω είναι φανερό ότι αν δεν υπήρχαν οι μηχανισμοί επιδιόρθωσης του DNA μια και
μόνο μέρα θα ήταν αρκετή για να συγκεντρώσουμε τόσες μεταλλάξεις στα κύτταρα μας που θα οδη‐
γούμασταν άμεσα στο θάνατο μας Είναι λογικό λοιπόν να υποθέσουμε ότι η φύση εξέλιξε αυτούς
τους μηχανισμούς πολύ νωρίς κατά την ανάπτυξη της ζωής και για το λόγο αυτό απαντώνται σχεδόν
απαράλλακτοι σε όλους τους οργανισμούς
ΠΕΡΙΣΣΟΤΕΡΗ ΑΝ ΑΓ ΝΩ ΣΗ
Κεφ 6 laquoDNAraquo από Alberts B Bray D Johnson A Lewis J Raff M Roberts K et al (2000) Βασι‐
κές Αρχές Κυτταρικής Βιολογίας Εισαγωγή στη Μοριακή Βιολογία του Κυττάρου (Χ Ζιούδρου Με‐
ταφ) Αθήνα Ιατρικές Εκδόσεις ΠΧ Πασχαλίδη
ΠΡΟΑΙΡΕΤΙΚΗ ΑΝΑΓΝΩΣΗ (ΣΤΑ ΑΓΓΛΙΚΑ)
Θέμα Πηγή
Δρεπανοκυτταρική αναιμία httpenwikipediaorgwikiSickle_cell_anemia
Επιδιόρθωση του DNA httpenwikipediaorgwikiDNA_repair
Μετάλλαξη httpenwikipediaorgwikiMutation
Σύστημα επιδιόρθωσης των αταί‐
ριαστων βάσεων του DNAhttpenwikipediaorgwikiMismatch_repair
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 3647
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 3747
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 3847
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 3947
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 4047
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 4147
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 4247
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 4347
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 4447
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 4547
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 4647
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 4747
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 647
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 747
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 847
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 947
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 1047
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 1147
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 1247
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 1347
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 1447
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 1547
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 1647
$microamp( )+- amp amp DNA 0 amp 10amp 23
($) amp$()$ +amp-0$ ($amp 1micro$amp
234565 7825995
(amplt)) micro= amp$()$ micro-ampamp(microgt$ +amp-0$
-ampA B--ampamp -$1 C-gtD$1E R ampamp-BCC$-amp0 amp$1Camp -
F 1--A -$1 C-gtD$1E S($1 gtD$1 ampamp- micro gtmicroampC=)
- )E 1$1--A0$1 D1Cmicroamp-$E 1--A -$1 C-gtD$1E S
7825G47526G7HG
-amp B--ampamp -$1 C-gt$1E Rmicro-ampCD=microamp-$-amp0 C B--ampamp
C-gtD$1E S $0 amp)($$0 - $$ amp0 amp$()$0 amp0
$amp$B 1micro$amp C-gtD$E S
C-gtD$E R
C-gtD$E S
G37I8J5G75 7)0amp 0ampA amp
micro-ampKgt$1 =$$micro0gtE =$K$E
0gtD$-amp0 C-amp B--ampamp -$1 C-gtD$1E S
G37I8J5G75 2$ micro)0$ $1
micro-ampKgt0 -0E =$$micro0gtE
=$K$E amp0 -$ DNA
B--ampamp -$1 C-gtD$1E S
ampCmicroamp-$$=C= -$1 1$1--A0$1
D1Cmicroamp-$E
C amp-=($E micro$
RNA -LE DNA 0lt0amp 1ltamp-AampE
gt(D$E - micro$ (0amp micro-ampCD=microamp-0Cmicro) - 1--A -$1 C-gtD$1E
C-gtD$E C-gtD$E C-gtD$E C-gtD$E C-gtD$E R R S R R
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 1747
micro$ amp () DNA+-$ micro0
$10-
2)$amp3(
$amp+2 DNA
43567 83+2 9)
)22(0 micro3(05 ()lt
micro3 3micro5lt )-6=2) ($=$$23lt 6-0micromicrolt
$amp+2 DNA 9amp amp$0 DNA
0$10-+-$=lt
$3amp3(=lt
DNA $
ampmicro () +
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 1847
micro$
amp($$
)+$
(micro-
+0-$+
0+amp$$
amp)1amp+232+4)- )(5(-
$amp ()
+micro-)micro(012
34+$) +( 50-6
701 (8 DNA
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 1947
$amp () + DNA
$amp()amp+
micro+
- 01-00
micro23
01-00
3rsquo )$
5rsquo )$ 3rsquo )$
5rsquo )$
4amp
50)$
micro+ 6)$7+$6
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 2047
$ampmicro( micromicro)+ micro-micro(0
micro$amp ()$ +$hellip-((
micro$ micro01amp 123+1
45$6 Morse
789$
DNA
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 2147
$ amp()amp +$-$ 0 +12amp3amp($0 4 2 56$52 micro40 +7$820
$amp $amp ( $amp C
amp)+
amp- DNAmicro0123 )4212amp5
)26074 )26074 B )26074 C
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 2247
$amp( )+ +amp-)(+
)amp 0+(amp )$1
2-345(+$1 )amp +6578amp
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 2347
$ amp($ DNA)$ micro+(
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 2447
$amp S
$amp Srsquo
$amp-(micro)+ S
$amp ($amp Srsquo
$amp ($amp S
($amp-(micro)+ Srsquo
)-(0 (laquo1)2-(0raquo) 310 () DNA
To DNA $ ampmicro(amp) (+ - amp
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 2547
$amp (laquo($ampraquo) )$amp +$ DNA
-0123
-0123
-0123
456($+7 )$+7 +$87 DNA
H $amp( ) DNA
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 2647
H $amp () +) -+) (0 DNA
12 micro 32(45 $(643)
$amp ($)amp+
-0(1 DNA
-)2(1)3 $ -)4+ 5)
micro $ 61+7) laquo(amp$+amp)0(raquo
4amp0$8(9(
micro1(0(1 DNA micro
5$1)micro ) lt(7 DNA
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 2747
$amp()amp+ ()micro+-)micro 0$1 23(451
micro$amp262 7(1 289$$1 amp$962-$1 $amp221
7+ 70070lt1 4$=(8$1 23(451
$amp( )$+amp(
-$0)1 $( 2345(
2345( )$+(
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 2847
5rsquo $ $amp ()$amp
3rsquo $ $amp ()$amp
5rsquo $ $amp ()$amp
3rsquo $ $amp ()$amp
()$
+micro-+$ )+$amp)012micro+)$ ()$
3amp$454$06 $78
+0+96micro+)$ 0454$06 +$7amp0$)$amp+$0$
$amp () DNA
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 2947
laquo$ampraquo ()amp DNA
amp+-0 01 amp2001 01 345)1 6$71
8-(micro8 amp)98
$amp()( (+ amp$-+ (
DNA 0 micro 123$ (45678
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 3047
$amp() )(+)
amp (-+
(amp$+) 5rsquo3rsquo
01amp() )(+)
amp (-+
(amp$+) 3rsquo5rsquo
23 5rsquo 4563 738 796429lt
=29gt gt9 gt38532ABlt3
973micro9568gtCA
micro Blt36CD2lt5E B64FG
23 3rsquo 4563 738
796429lt =29gt
gt9 gt38532ABlt3
973micro9568gtCA
micro Blt36CD2lt5E
B64FG
ltF6H=microgt3FDF2=
26ltIDFI36lt5=
B3J86ltK3gt38532ABlt3
L0$amp()
L0)
) +ampL0) L+ 0M0
L) L+ + L+amp +
Lamp (++ L
N)-) +01
) L) + L
N)-) +01 0M
amp)+ +01 1 amp+ -0
$amp()( (+
()( micro- )01-
DNA micro$ 2$3+)(
5rsquo3rsquo
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 3147
$amp () RNA +amp-
0 amp 1+micro2amp
RNA +amp-3
micro45( $)1ampmicro() 67()
amp DNA(6)micro12amp 1859+ amp $amp 03 () 62micro(3
Okazaki (0+( 6(3)1($(3 ()6(5+ (
RNA +amp-
amp DNA(6)micro12amp (6(6amp17+ amp
$amp () 62micro(3 DNA
( 6+03 RNA+amp-3
65lt+ + +$5+
0 DNA
)=amp () ()
62micro(3 DNA micro ( +microamp)micro(
$)1ampmicro( 67( micro amp
12amp amp3 6+42amp3 ()DNA
H $amp ()micro+
DNA +- )$+ampmicro0-
(1-
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 3247
$amp() + -$+) micro -012 )amp3$45
micro$amp (ampamp()micro+amp) -+amp)
+amp)+012micro+amp3 -+amp3
amp01+4+
50$6(3
DNA amp)micro(78 7+4 amp+
(ampamp()micro+amp -+amp 99lt=gtlt
ABC
ADE=FltGgtlt
ABC
(06 20 DNA
078 amp) DNA
(0micro78
(4H+8 amp)
)+I20 micro
microamp+ampJ3 -+amp)3
RNA 0+863
+2amp micro6micro Okazaki
micro$amp 1)(8micro2+amp)
-+amp)
DNA amp)micro(78 7+4 amp+
1)(8micro2+amp -+amp
(micro03 ampamp8(-+0 8 J+18 +3 micro6microamp3 Okazaki)
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 3347
$amp()micro micro)+ )-+ )012+
micro$amp (ampamp()micro+amp) -+amp)
+amp)+012micro+amp3 -+amp3
DNA amp)micro(45 4+6
amp+ (ampamp()micro+amp -+amp (07 20 DNA
(0micro45
(68+5 amp)
)+920 micro
microamp+amp3 -+amp)3
RNA 0+573
micro7micro Okazaki
045 amp) DNA
micro$amp 1)(5micro2+amp) -+amp)
+amp)+012micro+amp3 -+amp3
DNA amp)micro(45 4+6 amp+ 1)(5micro2+amp -+amp
(micro03 ampamp5(-+0 5 +15 +3 micro7microamp3 Okazaki)
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 3447
Ε Ι Σ Α Γ Ω Γ Η Σ Τ Ι Σ Σ Υ Γ Χ Ρ Ο Ν Ε Σ Β Ι Ο Λ Ο Γ Ι Κ Ε Σ
Ε Π Ι Σ Τ Η Μ Ε Σ ΕΠΙΔΙΟΡΘΩΣΗ ΤΟΥ DN A
(05 ΟΚΤΩΒΡΙΟΥ 2007)
Στις προηγούμενες διαλέξεις είδαμε ότι η αντιγραφή διαθέτει τις κατάλληλες ασφαλιστικές δικλίδες
για την αποφυγή εισαγωγής λαθών μέσα στο DNA Ωστόσο ακόμα και με όλες αυτές τις προφυλά‐
ξεις από τη μεριά του κύτταρου είναι δυνατόν να συμβούν λάθη όπως για παράδειγμα η τοποθέ‐
τηση λάθος βάσης απέναντι σε μία άλλη (πχ G απέναντι από A) Τέτοια λάθη είναι εξαιρετικά σπά‐
νια (1 λάθος ανά 107 αντιγραφόμενα νουκλεοτίδια) και συνήθως δεν προκαλούν σοβαρά προβλήμα‐
τα στα κύτταρα (για λόγους που θα δούμε όταν μελετήσουμε τη μεταγραφή και τη μετάφραση του
γεν υλικού) Όμως υπάρχει πάντα η πιθανότητα μια μετάλλαξη (μόνιμη αλλαγή) του DNA όσο α‐
πλή και αν είναι να προκαλέσει σοβαρά προβλήματα στην επιβίωση ενός οργανισμού Ένα τέτοιο
πολύ κοινό παράδειγμα είναι η μετάλλαξη που προκαλεί τη δρεπανοκυτταρική αναιμία Πρόκειται
για τη μεταβολή ενός μόνου νουκλεοτιδίου από αδενίνη σε θυμίνη στο γονίδιο της β‐σφαιρίνης που
προκαλεί την παραγωγή ελαττωματικής πρωτεΐνης Αν ένα άτομο έχει κληρονομήσει 2 τέτοια μεταλ‐
λαγμένα γονίδια (ένα από κάθε γονέα) τότε όλη η αιμοσφαιρίνη του αίματος του είναι δυσλειτουρ‐
γική με αποτέλεσμα τον θάνατο Στην περίπτωση που έχει μόνο το ένα από τα δύο γονίδια μεταλ‐
λαγμένο τότε το άτομο αυτό έστω και με κάποια προβλήματα θα μπορέσει να έχει μια φυσιολογική
ζωή
Μια άλλη ασθένεια στην οποία διαδραματίζουν καθοριστικό ρόλο οι μεταλλάξεις είναι ο καρκίνος
Κατά τη διάρκεια της ζωής ενός ανθρώπου δημιουργούνται και συσσωρεύονται μεταλλάξεις στα
σωματικά κύτταρα του ανθρώπου και μπορεί να τύχει κάποιες από αυτές τις μεταλλάξεις να είναι σεγονίδια του κυτταρικού κύκλου Όσο μεγαλύτερο είναι ένα άτομο σε ηλικία τόσες μεγαλύτερες είναι
οι πιθανότητες να έχει συσσωρεύσει μια σειρά από μεταλλάξεις στα σωματικά του κύτταρα που θα
του προκαλέσουν καρκίνο Μάλιστα διάφορες έρευνες δείχνουν ότι οι πιθανότητες να εμφανίσει
κάποιος καρκίνο αυξάνουν εκθετικά με την ηλικία
Τελικά αυτό που συμβαίνει είναι ότι παρόλο που τα λάθη στην αντιγραφή του DNA είναι εξαιρετικά
σπάνια ο αριθμός των αντιγραφών που γίνονται σε ένα πολύπλοκο ευκαρυωτικό οργανισμό είναι
τόσος μεγάλος που αναπόφευκτα θα συσσωρευτεί ένας μεγάλος αριθμός από μεταλλάξεις στα σω‐
ματικά κύτταρα Για το λόγο αυτό όλα τα κύτταρα έχουν αποκτήσει ένα περίτεχνο σύνολο μηχανι‐
σμών μέσω των οποίων ελαττώνουν (περίπου κατά 100 φορές) τον αριθμό των μεταλλάξεων που
συμβαίνουν στο DNA τους Όλοι οι διαφορετικοί μηχανισμοί που έχουν ως σκοπό την απαλοιφή των
λαθών που γίνονται κατά την αντιγραφή περιγράφονται συλλογικά με τον όρο μηχανισμοί επιδιόρ‐θωσης του DNA
Ο βασικότερος μηχανισμός απαλοιφής λαθών ονομάζεται σύστημα επιδιόρθωσης των αταίριαστων
βάσεων του DNA και όπως φανερώνει το όνομά του η λειτουργία του είναι να αναγνωρίζει και να
διορθώνει τα αταίριαστα νουκλεοτίδια στον καινούργιο κλώνο του DNA Η διαδικασία της αναγνώ‐
ρισης του σωστού κλώνου είναι ίσως η πιο δύσκολη και σίγουρα η σημαντικότερη για τη σωστή επι‐
διόρθωση Αν το γονεϊκό κύτταρο δεν επιδιορθώσει τον μεταλλαγμένο κλώνο τότε το θυγατρικό κύτ‐
ταρο θα περιέχει μια μετάλλαξη ενώ το γονεϊκό καμία αν όμως το κύτταρο επιδιορθώσει τον λάθος
κλώνο (δηλ τον κλώνο εκμαγείο) τότε το αποτέλεσμα θα είναι να υπάρχει η μετάλλαξη και στους
δύο κλώνους και συνεπώς και σε όλα τα κύτταρα που θα δημιουργηθούν στο εξής Επομένως η επι‐
διόρθωση του λάθος κλώνου επιφέρει χειρότερα αποτελέσματα από ότι το ίδιο το λάθος εξαρχής Αν
και δεν είναι ακόμα γνωστός ο τρόπος με τον οποίο το σύστημα επιδιόρθωσης των αταίριαστων ζευ‐
γών αναγνωρίζει το νεοσυντιθέμενο κλώνο φαίνεται ότι οι νεοσυντιθέμενοι κλώνοι (τόσο ο προπο‐
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 3547
ρευόμενος όσο και ο καθυστερημένος) υφίσταται εγκοπές που καθοδηγούν το μηχανισμό στην ανα‐
γνώρισή τους
Όσον αφορά τη ίδια τη διαδικασία της επιδιόρθωσης αυτή πραγματοποιείται σε τρία βασικά στάδια
Κατά το πρώτο στάδιο κόβεται και αφαιρείται η λάθος βάση από το νεοσυντιθέμενο κλώνο με τη
βοήθεια μιας νουκλεάσης Στο 2ο στάδιο μια DNA πολυμεράση αναλαμβάνει να καλύψει το κενό που
δημιουργήθηκε χρησιμοποιώντας ως εκμαγείο τον σωστό κλώνο ενώ τη δουλειά τελειώνει στο 3ο
στάδιο μια DNA λιγάση που συνενώνει το κενό στο σκελετό του σακχαρο ‐φωσφορικού σκελετού του
νεοσυντιθέμενου κλώνου Είναι φανερό ότι η διαδικασία της επιδιόρθωσης μοιράζεται πολλούς μη‐
χανισμούς και ένζυμα με την αντιγραφή με τον τρόπο αυτό το κύτταρο χρησιμοποιεί ένζυμα τα ο‐
ποία είναι εξελιγμένα να συνθέτουν DNA με μεγάλη ακρίβεια ενώ συγχρόνως κάνει και οικονομία
πρώτων υλών
Βέβαια δεν οφείλονται όλα τα λάθη του DNA στο λάθος ταίριασμα βάσεων κατά την αντιγραφή Α‐
κόμα και όταν το DNA δεν αντιγράφεται υφίσταται συνεχώς βλάβες όπως και κάθε άλλο μόριο ενός
οργανισμού Οι βλάβες αυτές οφείλονται σε εξωγενής παράγοντες όπως για παράδειγμα η υψηλή
θερμοκρασία η υπεριώδης ακτινοβολία η ραδιενέργεια η έλλειψη πρώτων υλών (αβιταμίνωση)
κλπ Για παράδειγμα μια πολύ κοινή βλάβη που προκαλείται από την υπεριώδη ακτινοβολία είναι η
μετατροπή δύο γειτονικών βάσεων θυμίνης σε ένα διμερές θυμίνης Τέτοιες αλλαγές προκαλούν τη
μετατόπιση του πλαισίου ανάγνωσης του DNA που με τη σειρά του οδηγεί σε σοβαρά λάθη στις πα‐
ραγόμενες πρωτεΐνες Οι μηχανισμοί που χρησιμοποιούνται για την επιδιόρθωση τέτοιων λαθών
είναι διαφορετικοί από αυτόν που περιγράφθηκε μοιράζονται όμως πολλές διαδικασίες και ένζυμα
καθώς και τη βασική αρχή ότι χρησιμοποιείται ως εκμαγείο ο κλώνος που δεν έχει υποστεί λάθος
Από τα παραπάνω είναι φανερό ότι αν δεν υπήρχαν οι μηχανισμοί επιδιόρθωσης του DNA μια και
μόνο μέρα θα ήταν αρκετή για να συγκεντρώσουμε τόσες μεταλλάξεις στα κύτταρα μας που θα οδη‐
γούμασταν άμεσα στο θάνατο μας Είναι λογικό λοιπόν να υποθέσουμε ότι η φύση εξέλιξε αυτούς
τους μηχανισμούς πολύ νωρίς κατά την ανάπτυξη της ζωής και για το λόγο αυτό απαντώνται σχεδόν
απαράλλακτοι σε όλους τους οργανισμούς
ΠΕΡΙΣΣΟΤΕΡΗ ΑΝ ΑΓ ΝΩ ΣΗ
Κεφ 6 laquoDNAraquo από Alberts B Bray D Johnson A Lewis J Raff M Roberts K et al (2000) Βασι‐
κές Αρχές Κυτταρικής Βιολογίας Εισαγωγή στη Μοριακή Βιολογία του Κυττάρου (Χ Ζιούδρου Με‐
ταφ) Αθήνα Ιατρικές Εκδόσεις ΠΧ Πασχαλίδη
ΠΡΟΑΙΡΕΤΙΚΗ ΑΝΑΓΝΩΣΗ (ΣΤΑ ΑΓΓΛΙΚΑ)
Θέμα Πηγή
Δρεπανοκυτταρική αναιμία httpenwikipediaorgwikiSickle_cell_anemia
Επιδιόρθωση του DNA httpenwikipediaorgwikiDNA_repair
Μετάλλαξη httpenwikipediaorgwikiMutation
Σύστημα επιδιόρθωσης των αταί‐
ριαστων βάσεων του DNAhttpenwikipediaorgwikiMismatch_repair
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 3647
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 3747
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 3847
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 3947
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 4047
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 4147
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 4247
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 4347
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 4447
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 4547
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 4647
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 4747
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 747
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 847
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 947
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 1047
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 1147
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 1247
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 1347
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 1447
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 1547
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 1647
$microamp( )+- amp amp DNA 0 amp 10amp 23
($) amp$()$ +amp-0$ ($amp 1micro$amp
234565 7825995
(amplt)) micro= amp$()$ micro-ampamp(microgt$ +amp-0$
-ampA B--ampamp -$1 C-gtD$1E R ampamp-BCC$-amp0 amp$1Camp -
F 1--A -$1 C-gtD$1E S($1 gtD$1 ampamp- micro gtmicroampC=)
- )E 1$1--A0$1 D1Cmicroamp-$E 1--A -$1 C-gtD$1E S
7825G47526G7HG
-amp B--ampamp -$1 C-gt$1E Rmicro-ampCD=microamp-$-amp0 C B--ampamp
C-gtD$1E S $0 amp)($$0 - $$ amp0 amp$()$0 amp0
$amp$B 1micro$amp C-gtD$E S
C-gtD$E R
C-gtD$E S
G37I8J5G75 7)0amp 0ampA amp
micro-ampKgt$1 =$$micro0gtE =$K$E
0gtD$-amp0 C-amp B--ampamp -$1 C-gtD$1E S
G37I8J5G75 2$ micro)0$ $1
micro-ampKgt0 -0E =$$micro0gtE
=$K$E amp0 -$ DNA
B--ampamp -$1 C-gtD$1E S
ampCmicroamp-$$=C= -$1 1$1--A0$1
D1Cmicroamp-$E
C amp-=($E micro$
RNA -LE DNA 0lt0amp 1ltamp-AampE
gt(D$E - micro$ (0amp micro-ampCD=microamp-0Cmicro) - 1--A -$1 C-gtD$1E
C-gtD$E C-gtD$E C-gtD$E C-gtD$E C-gtD$E R R S R R
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 1747
micro$ amp () DNA+-$ micro0
$10-
2)$amp3(
$amp+2 DNA
43567 83+2 9)
)22(0 micro3(05 ()lt
micro3 3micro5lt )-6=2) ($=$$23lt 6-0micromicrolt
$amp+2 DNA 9amp amp$0 DNA
0$10-+-$=lt
$3amp3(=lt
DNA $
ampmicro () +
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 1847
micro$
amp($$
)+$
(micro-
+0-$+
0+amp$$
amp)1amp+232+4)- )(5(-
$amp ()
+micro-)micro(012
34+$) +( 50-6
701 (8 DNA
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 1947
$amp () + DNA
$amp()amp+
micro+
- 01-00
micro23
01-00
3rsquo )$
5rsquo )$ 3rsquo )$
5rsquo )$
4amp
50)$
micro+ 6)$7+$6
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 2047
$ampmicro( micromicro)+ micro-micro(0
micro$amp ()$ +$hellip-((
micro$ micro01amp 123+1
45$6 Morse
789$
DNA
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 2147
$ amp()amp +$-$ 0 +12amp3amp($0 4 2 56$52 micro40 +7$820
$amp $amp ( $amp C
amp)+
amp- DNAmicro0123 )4212amp5
)26074 )26074 B )26074 C
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 2247
$amp( )+ +amp-)(+
)amp 0+(amp )$1
2-345(+$1 )amp +6578amp
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 2347
$ amp($ DNA)$ micro+(
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 2447
$amp S
$amp Srsquo
$amp-(micro)+ S
$amp ($amp Srsquo
$amp ($amp S
($amp-(micro)+ Srsquo
)-(0 (laquo1)2-(0raquo) 310 () DNA
To DNA $ ampmicro(amp) (+ - amp
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 2547
$amp (laquo($ampraquo) )$amp +$ DNA
-0123
-0123
-0123
456($+7 )$+7 +$87 DNA
H $amp( ) DNA
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 2647
H $amp () +) -+) (0 DNA
12 micro 32(45 $(643)
$amp ($)amp+
-0(1 DNA
-)2(1)3 $ -)4+ 5)
micro $ 61+7) laquo(amp$+amp)0(raquo
4amp0$8(9(
micro1(0(1 DNA micro
5$1)micro ) lt(7 DNA
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 2747
$amp()amp+ ()micro+-)micro 0$1 23(451
micro$amp262 7(1 289$$1 amp$962-$1 $amp221
7+ 70070lt1 4$=(8$1 23(451
$amp( )$+amp(
-$0)1 $( 2345(
2345( )$+(
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 2847
5rsquo $ $amp ()$amp
3rsquo $ $amp ()$amp
5rsquo $ $amp ()$amp
3rsquo $ $amp ()$amp
()$
+micro-+$ )+$amp)012micro+)$ ()$
3amp$454$06 $78
+0+96micro+)$ 0454$06 +$7amp0$)$amp+$0$
$amp () DNA
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 2947
laquo$ampraquo ()amp DNA
amp+-0 01 amp2001 01 345)1 6$71
8-(micro8 amp)98
$amp()( (+ amp$-+ (
DNA 0 micro 123$ (45678
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 3047
$amp() )(+)
amp (-+
(amp$+) 5rsquo3rsquo
01amp() )(+)
amp (-+
(amp$+) 3rsquo5rsquo
23 5rsquo 4563 738 796429lt
=29gt gt9 gt38532ABlt3
973micro9568gtCA
micro Blt36CD2lt5E B64FG
23 3rsquo 4563 738
796429lt =29gt
gt9 gt38532ABlt3
973micro9568gtCA
micro Blt36CD2lt5E
B64FG
ltF6H=microgt3FDF2=
26ltIDFI36lt5=
B3J86ltK3gt38532ABlt3
L0$amp()
L0)
) +ampL0) L+ 0M0
L) L+ + L+amp +
Lamp (++ L
N)-) +01
) L) + L
N)-) +01 0M
amp)+ +01 1 amp+ -0
$amp()( (+
()( micro- )01-
DNA micro$ 2$3+)(
5rsquo3rsquo
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 3147
$amp () RNA +amp-
0 amp 1+micro2amp
RNA +amp-3
micro45( $)1ampmicro() 67()
amp DNA(6)micro12amp 1859+ amp $amp 03 () 62micro(3
Okazaki (0+( 6(3)1($(3 ()6(5+ (
RNA +amp-
amp DNA(6)micro12amp (6(6amp17+ amp
$amp () 62micro(3 DNA
( 6+03 RNA+amp-3
65lt+ + +$5+
0 DNA
)=amp () ()
62micro(3 DNA micro ( +microamp)micro(
$)1ampmicro( 67( micro amp
12amp amp3 6+42amp3 ()DNA
H $amp ()micro+
DNA +- )$+ampmicro0-
(1-
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 3247
$amp() + -$+) micro -012 )amp3$45
micro$amp (ampamp()micro+amp) -+amp)
+amp)+012micro+amp3 -+amp3
amp01+4+
50$6(3
DNA amp)micro(78 7+4 amp+
(ampamp()micro+amp -+amp 99lt=gtlt
ABC
ADE=FltGgtlt
ABC
(06 20 DNA
078 amp) DNA
(0micro78
(4H+8 amp)
)+I20 micro
microamp+ampJ3 -+amp)3
RNA 0+863
+2amp micro6micro Okazaki
micro$amp 1)(8micro2+amp)
-+amp)
DNA amp)micro(78 7+4 amp+
1)(8micro2+amp -+amp
(micro03 ampamp8(-+0 8 J+18 +3 micro6microamp3 Okazaki)
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 3347
$amp()micro micro)+ )-+ )012+
micro$amp (ampamp()micro+amp) -+amp)
+amp)+012micro+amp3 -+amp3
DNA amp)micro(45 4+6
amp+ (ampamp()micro+amp -+amp (07 20 DNA
(0micro45
(68+5 amp)
)+920 micro
microamp+amp3 -+amp)3
RNA 0+573
micro7micro Okazaki
045 amp) DNA
micro$amp 1)(5micro2+amp) -+amp)
+amp)+012micro+amp3 -+amp3
DNA amp)micro(45 4+6 amp+ 1)(5micro2+amp -+amp
(micro03 ampamp5(-+0 5 +15 +3 micro7microamp3 Okazaki)
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 3447
Ε Ι Σ Α Γ Ω Γ Η Σ Τ Ι Σ Σ Υ Γ Χ Ρ Ο Ν Ε Σ Β Ι Ο Λ Ο Γ Ι Κ Ε Σ
Ε Π Ι Σ Τ Η Μ Ε Σ ΕΠΙΔΙΟΡΘΩΣΗ ΤΟΥ DN A
(05 ΟΚΤΩΒΡΙΟΥ 2007)
Στις προηγούμενες διαλέξεις είδαμε ότι η αντιγραφή διαθέτει τις κατάλληλες ασφαλιστικές δικλίδες
για την αποφυγή εισαγωγής λαθών μέσα στο DNA Ωστόσο ακόμα και με όλες αυτές τις προφυλά‐
ξεις από τη μεριά του κύτταρου είναι δυνατόν να συμβούν λάθη όπως για παράδειγμα η τοποθέ‐
τηση λάθος βάσης απέναντι σε μία άλλη (πχ G απέναντι από A) Τέτοια λάθη είναι εξαιρετικά σπά‐
νια (1 λάθος ανά 107 αντιγραφόμενα νουκλεοτίδια) και συνήθως δεν προκαλούν σοβαρά προβλήμα‐
τα στα κύτταρα (για λόγους που θα δούμε όταν μελετήσουμε τη μεταγραφή και τη μετάφραση του
γεν υλικού) Όμως υπάρχει πάντα η πιθανότητα μια μετάλλαξη (μόνιμη αλλαγή) του DNA όσο α‐
πλή και αν είναι να προκαλέσει σοβαρά προβλήματα στην επιβίωση ενός οργανισμού Ένα τέτοιο
πολύ κοινό παράδειγμα είναι η μετάλλαξη που προκαλεί τη δρεπανοκυτταρική αναιμία Πρόκειται
για τη μεταβολή ενός μόνου νουκλεοτιδίου από αδενίνη σε θυμίνη στο γονίδιο της β‐σφαιρίνης που
προκαλεί την παραγωγή ελαττωματικής πρωτεΐνης Αν ένα άτομο έχει κληρονομήσει 2 τέτοια μεταλ‐
λαγμένα γονίδια (ένα από κάθε γονέα) τότε όλη η αιμοσφαιρίνη του αίματος του είναι δυσλειτουρ‐
γική με αποτέλεσμα τον θάνατο Στην περίπτωση που έχει μόνο το ένα από τα δύο γονίδια μεταλ‐
λαγμένο τότε το άτομο αυτό έστω και με κάποια προβλήματα θα μπορέσει να έχει μια φυσιολογική
ζωή
Μια άλλη ασθένεια στην οποία διαδραματίζουν καθοριστικό ρόλο οι μεταλλάξεις είναι ο καρκίνος
Κατά τη διάρκεια της ζωής ενός ανθρώπου δημιουργούνται και συσσωρεύονται μεταλλάξεις στα
σωματικά κύτταρα του ανθρώπου και μπορεί να τύχει κάποιες από αυτές τις μεταλλάξεις να είναι σεγονίδια του κυτταρικού κύκλου Όσο μεγαλύτερο είναι ένα άτομο σε ηλικία τόσες μεγαλύτερες είναι
οι πιθανότητες να έχει συσσωρεύσει μια σειρά από μεταλλάξεις στα σωματικά του κύτταρα που θα
του προκαλέσουν καρκίνο Μάλιστα διάφορες έρευνες δείχνουν ότι οι πιθανότητες να εμφανίσει
κάποιος καρκίνο αυξάνουν εκθετικά με την ηλικία
Τελικά αυτό που συμβαίνει είναι ότι παρόλο που τα λάθη στην αντιγραφή του DNA είναι εξαιρετικά
σπάνια ο αριθμός των αντιγραφών που γίνονται σε ένα πολύπλοκο ευκαρυωτικό οργανισμό είναι
τόσος μεγάλος που αναπόφευκτα θα συσσωρευτεί ένας μεγάλος αριθμός από μεταλλάξεις στα σω‐
ματικά κύτταρα Για το λόγο αυτό όλα τα κύτταρα έχουν αποκτήσει ένα περίτεχνο σύνολο μηχανι‐
σμών μέσω των οποίων ελαττώνουν (περίπου κατά 100 φορές) τον αριθμό των μεταλλάξεων που
συμβαίνουν στο DNA τους Όλοι οι διαφορετικοί μηχανισμοί που έχουν ως σκοπό την απαλοιφή των
λαθών που γίνονται κατά την αντιγραφή περιγράφονται συλλογικά με τον όρο μηχανισμοί επιδιόρ‐θωσης του DNA
Ο βασικότερος μηχανισμός απαλοιφής λαθών ονομάζεται σύστημα επιδιόρθωσης των αταίριαστων
βάσεων του DNA και όπως φανερώνει το όνομά του η λειτουργία του είναι να αναγνωρίζει και να
διορθώνει τα αταίριαστα νουκλεοτίδια στον καινούργιο κλώνο του DNA Η διαδικασία της αναγνώ‐
ρισης του σωστού κλώνου είναι ίσως η πιο δύσκολη και σίγουρα η σημαντικότερη για τη σωστή επι‐
διόρθωση Αν το γονεϊκό κύτταρο δεν επιδιορθώσει τον μεταλλαγμένο κλώνο τότε το θυγατρικό κύτ‐
ταρο θα περιέχει μια μετάλλαξη ενώ το γονεϊκό καμία αν όμως το κύτταρο επιδιορθώσει τον λάθος
κλώνο (δηλ τον κλώνο εκμαγείο) τότε το αποτέλεσμα θα είναι να υπάρχει η μετάλλαξη και στους
δύο κλώνους και συνεπώς και σε όλα τα κύτταρα που θα δημιουργηθούν στο εξής Επομένως η επι‐
διόρθωση του λάθος κλώνου επιφέρει χειρότερα αποτελέσματα από ότι το ίδιο το λάθος εξαρχής Αν
και δεν είναι ακόμα γνωστός ο τρόπος με τον οποίο το σύστημα επιδιόρθωσης των αταίριαστων ζευ‐
γών αναγνωρίζει το νεοσυντιθέμενο κλώνο φαίνεται ότι οι νεοσυντιθέμενοι κλώνοι (τόσο ο προπο‐
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 3547
ρευόμενος όσο και ο καθυστερημένος) υφίσταται εγκοπές που καθοδηγούν το μηχανισμό στην ανα‐
γνώρισή τους
Όσον αφορά τη ίδια τη διαδικασία της επιδιόρθωσης αυτή πραγματοποιείται σε τρία βασικά στάδια
Κατά το πρώτο στάδιο κόβεται και αφαιρείται η λάθος βάση από το νεοσυντιθέμενο κλώνο με τη
βοήθεια μιας νουκλεάσης Στο 2ο στάδιο μια DNA πολυμεράση αναλαμβάνει να καλύψει το κενό που
δημιουργήθηκε χρησιμοποιώντας ως εκμαγείο τον σωστό κλώνο ενώ τη δουλειά τελειώνει στο 3ο
στάδιο μια DNA λιγάση που συνενώνει το κενό στο σκελετό του σακχαρο ‐φωσφορικού σκελετού του
νεοσυντιθέμενου κλώνου Είναι φανερό ότι η διαδικασία της επιδιόρθωσης μοιράζεται πολλούς μη‐
χανισμούς και ένζυμα με την αντιγραφή με τον τρόπο αυτό το κύτταρο χρησιμοποιεί ένζυμα τα ο‐
ποία είναι εξελιγμένα να συνθέτουν DNA με μεγάλη ακρίβεια ενώ συγχρόνως κάνει και οικονομία
πρώτων υλών
Βέβαια δεν οφείλονται όλα τα λάθη του DNA στο λάθος ταίριασμα βάσεων κατά την αντιγραφή Α‐
κόμα και όταν το DNA δεν αντιγράφεται υφίσταται συνεχώς βλάβες όπως και κάθε άλλο μόριο ενός
οργανισμού Οι βλάβες αυτές οφείλονται σε εξωγενής παράγοντες όπως για παράδειγμα η υψηλή
θερμοκρασία η υπεριώδης ακτινοβολία η ραδιενέργεια η έλλειψη πρώτων υλών (αβιταμίνωση)
κλπ Για παράδειγμα μια πολύ κοινή βλάβη που προκαλείται από την υπεριώδη ακτινοβολία είναι η
μετατροπή δύο γειτονικών βάσεων θυμίνης σε ένα διμερές θυμίνης Τέτοιες αλλαγές προκαλούν τη
μετατόπιση του πλαισίου ανάγνωσης του DNA που με τη σειρά του οδηγεί σε σοβαρά λάθη στις πα‐
ραγόμενες πρωτεΐνες Οι μηχανισμοί που χρησιμοποιούνται για την επιδιόρθωση τέτοιων λαθών
είναι διαφορετικοί από αυτόν που περιγράφθηκε μοιράζονται όμως πολλές διαδικασίες και ένζυμα
καθώς και τη βασική αρχή ότι χρησιμοποιείται ως εκμαγείο ο κλώνος που δεν έχει υποστεί λάθος
Από τα παραπάνω είναι φανερό ότι αν δεν υπήρχαν οι μηχανισμοί επιδιόρθωσης του DNA μια και
μόνο μέρα θα ήταν αρκετή για να συγκεντρώσουμε τόσες μεταλλάξεις στα κύτταρα μας που θα οδη‐
γούμασταν άμεσα στο θάνατο μας Είναι λογικό λοιπόν να υποθέσουμε ότι η φύση εξέλιξε αυτούς
τους μηχανισμούς πολύ νωρίς κατά την ανάπτυξη της ζωής και για το λόγο αυτό απαντώνται σχεδόν
απαράλλακτοι σε όλους τους οργανισμούς
ΠΕΡΙΣΣΟΤΕΡΗ ΑΝ ΑΓ ΝΩ ΣΗ
Κεφ 6 laquoDNAraquo από Alberts B Bray D Johnson A Lewis J Raff M Roberts K et al (2000) Βασι‐
κές Αρχές Κυτταρικής Βιολογίας Εισαγωγή στη Μοριακή Βιολογία του Κυττάρου (Χ Ζιούδρου Με‐
ταφ) Αθήνα Ιατρικές Εκδόσεις ΠΧ Πασχαλίδη
ΠΡΟΑΙΡΕΤΙΚΗ ΑΝΑΓΝΩΣΗ (ΣΤΑ ΑΓΓΛΙΚΑ)
Θέμα Πηγή
Δρεπανοκυτταρική αναιμία httpenwikipediaorgwikiSickle_cell_anemia
Επιδιόρθωση του DNA httpenwikipediaorgwikiDNA_repair
Μετάλλαξη httpenwikipediaorgwikiMutation
Σύστημα επιδιόρθωσης των αταί‐
ριαστων βάσεων του DNAhttpenwikipediaorgwikiMismatch_repair
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 3647
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 3747
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 3847
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 3947
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 4047
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 4147
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 4247
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 4347
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 4447
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 4547
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 4647
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 4747
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 847
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 947
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 1047
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 1147
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 1247
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 1347
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 1447
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 1547
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 1647
$microamp( )+- amp amp DNA 0 amp 10amp 23
($) amp$()$ +amp-0$ ($amp 1micro$amp
234565 7825995
(amplt)) micro= amp$()$ micro-ampamp(microgt$ +amp-0$
-ampA B--ampamp -$1 C-gtD$1E R ampamp-BCC$-amp0 amp$1Camp -
F 1--A -$1 C-gtD$1E S($1 gtD$1 ampamp- micro gtmicroampC=)
- )E 1$1--A0$1 D1Cmicroamp-$E 1--A -$1 C-gtD$1E S
7825G47526G7HG
-amp B--ampamp -$1 C-gt$1E Rmicro-ampCD=microamp-$-amp0 C B--ampamp
C-gtD$1E S $0 amp)($$0 - $$ amp0 amp$()$0 amp0
$amp$B 1micro$amp C-gtD$E S
C-gtD$E R
C-gtD$E S
G37I8J5G75 7)0amp 0ampA amp
micro-ampKgt$1 =$$micro0gtE =$K$E
0gtD$-amp0 C-amp B--ampamp -$1 C-gtD$1E S
G37I8J5G75 2$ micro)0$ $1
micro-ampKgt0 -0E =$$micro0gtE
=$K$E amp0 -$ DNA
B--ampamp -$1 C-gtD$1E S
ampCmicroamp-$$=C= -$1 1$1--A0$1
D1Cmicroamp-$E
C amp-=($E micro$
RNA -LE DNA 0lt0amp 1ltamp-AampE
gt(D$E - micro$ (0amp micro-ampCD=microamp-0Cmicro) - 1--A -$1 C-gtD$1E
C-gtD$E C-gtD$E C-gtD$E C-gtD$E C-gtD$E R R S R R
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 1747
micro$ amp () DNA+-$ micro0
$10-
2)$amp3(
$amp+2 DNA
43567 83+2 9)
)22(0 micro3(05 ()lt
micro3 3micro5lt )-6=2) ($=$$23lt 6-0micromicrolt
$amp+2 DNA 9amp amp$0 DNA
0$10-+-$=lt
$3amp3(=lt
DNA $
ampmicro () +
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 1847
micro$
amp($$
)+$
(micro-
+0-$+
0+amp$$
amp)1amp+232+4)- )(5(-
$amp ()
+micro-)micro(012
34+$) +( 50-6
701 (8 DNA
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 1947
$amp () + DNA
$amp()amp+
micro+
- 01-00
micro23
01-00
3rsquo )$
5rsquo )$ 3rsquo )$
5rsquo )$
4amp
50)$
micro+ 6)$7+$6
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 2047
$ampmicro( micromicro)+ micro-micro(0
micro$amp ()$ +$hellip-((
micro$ micro01amp 123+1
45$6 Morse
789$
DNA
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 2147
$ amp()amp +$-$ 0 +12amp3amp($0 4 2 56$52 micro40 +7$820
$amp $amp ( $amp C
amp)+
amp- DNAmicro0123 )4212amp5
)26074 )26074 B )26074 C
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 2247
$amp( )+ +amp-)(+
)amp 0+(amp )$1
2-345(+$1 )amp +6578amp
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 2347
$ amp($ DNA)$ micro+(
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 2447
$amp S
$amp Srsquo
$amp-(micro)+ S
$amp ($amp Srsquo
$amp ($amp S
($amp-(micro)+ Srsquo
)-(0 (laquo1)2-(0raquo) 310 () DNA
To DNA $ ampmicro(amp) (+ - amp
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 2547
$amp (laquo($ampraquo) )$amp +$ DNA
-0123
-0123
-0123
456($+7 )$+7 +$87 DNA
H $amp( ) DNA
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 2647
H $amp () +) -+) (0 DNA
12 micro 32(45 $(643)
$amp ($)amp+
-0(1 DNA
-)2(1)3 $ -)4+ 5)
micro $ 61+7) laquo(amp$+amp)0(raquo
4amp0$8(9(
micro1(0(1 DNA micro
5$1)micro ) lt(7 DNA
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 2747
$amp()amp+ ()micro+-)micro 0$1 23(451
micro$amp262 7(1 289$$1 amp$962-$1 $amp221
7+ 70070lt1 4$=(8$1 23(451
$amp( )$+amp(
-$0)1 $( 2345(
2345( )$+(
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 2847
5rsquo $ $amp ()$amp
3rsquo $ $amp ()$amp
5rsquo $ $amp ()$amp
3rsquo $ $amp ()$amp
()$
+micro-+$ )+$amp)012micro+)$ ()$
3amp$454$06 $78
+0+96micro+)$ 0454$06 +$7amp0$)$amp+$0$
$amp () DNA
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 2947
laquo$ampraquo ()amp DNA
amp+-0 01 amp2001 01 345)1 6$71
8-(micro8 amp)98
$amp()( (+ amp$-+ (
DNA 0 micro 123$ (45678
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 3047
$amp() )(+)
amp (-+
(amp$+) 5rsquo3rsquo
01amp() )(+)
amp (-+
(amp$+) 3rsquo5rsquo
23 5rsquo 4563 738 796429lt
=29gt gt9 gt38532ABlt3
973micro9568gtCA
micro Blt36CD2lt5E B64FG
23 3rsquo 4563 738
796429lt =29gt
gt9 gt38532ABlt3
973micro9568gtCA
micro Blt36CD2lt5E
B64FG
ltF6H=microgt3FDF2=
26ltIDFI36lt5=
B3J86ltK3gt38532ABlt3
L0$amp()
L0)
) +ampL0) L+ 0M0
L) L+ + L+amp +
Lamp (++ L
N)-) +01
) L) + L
N)-) +01 0M
amp)+ +01 1 amp+ -0
$amp()( (+
()( micro- )01-
DNA micro$ 2$3+)(
5rsquo3rsquo
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 3147
$amp () RNA +amp-
0 amp 1+micro2amp
RNA +amp-3
micro45( $)1ampmicro() 67()
amp DNA(6)micro12amp 1859+ amp $amp 03 () 62micro(3
Okazaki (0+( 6(3)1($(3 ()6(5+ (
RNA +amp-
amp DNA(6)micro12amp (6(6amp17+ amp
$amp () 62micro(3 DNA
( 6+03 RNA+amp-3
65lt+ + +$5+
0 DNA
)=amp () ()
62micro(3 DNA micro ( +microamp)micro(
$)1ampmicro( 67( micro amp
12amp amp3 6+42amp3 ()DNA
H $amp ()micro+
DNA +- )$+ampmicro0-
(1-
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 3247
$amp() + -$+) micro -012 )amp3$45
micro$amp (ampamp()micro+amp) -+amp)
+amp)+012micro+amp3 -+amp3
amp01+4+
50$6(3
DNA amp)micro(78 7+4 amp+
(ampamp()micro+amp -+amp 99lt=gtlt
ABC
ADE=FltGgtlt
ABC
(06 20 DNA
078 amp) DNA
(0micro78
(4H+8 amp)
)+I20 micro
microamp+ampJ3 -+amp)3
RNA 0+863
+2amp micro6micro Okazaki
micro$amp 1)(8micro2+amp)
-+amp)
DNA amp)micro(78 7+4 amp+
1)(8micro2+amp -+amp
(micro03 ampamp8(-+0 8 J+18 +3 micro6microamp3 Okazaki)
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 3347
$amp()micro micro)+ )-+ )012+
micro$amp (ampamp()micro+amp) -+amp)
+amp)+012micro+amp3 -+amp3
DNA amp)micro(45 4+6
amp+ (ampamp()micro+amp -+amp (07 20 DNA
(0micro45
(68+5 amp)
)+920 micro
microamp+amp3 -+amp)3
RNA 0+573
micro7micro Okazaki
045 amp) DNA
micro$amp 1)(5micro2+amp) -+amp)
+amp)+012micro+amp3 -+amp3
DNA amp)micro(45 4+6 amp+ 1)(5micro2+amp -+amp
(micro03 ampamp5(-+0 5 +15 +3 micro7microamp3 Okazaki)
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 3447
Ε Ι Σ Α Γ Ω Γ Η Σ Τ Ι Σ Σ Υ Γ Χ Ρ Ο Ν Ε Σ Β Ι Ο Λ Ο Γ Ι Κ Ε Σ
Ε Π Ι Σ Τ Η Μ Ε Σ ΕΠΙΔΙΟΡΘΩΣΗ ΤΟΥ DN A
(05 ΟΚΤΩΒΡΙΟΥ 2007)
Στις προηγούμενες διαλέξεις είδαμε ότι η αντιγραφή διαθέτει τις κατάλληλες ασφαλιστικές δικλίδες
για την αποφυγή εισαγωγής λαθών μέσα στο DNA Ωστόσο ακόμα και με όλες αυτές τις προφυλά‐
ξεις από τη μεριά του κύτταρου είναι δυνατόν να συμβούν λάθη όπως για παράδειγμα η τοποθέ‐
τηση λάθος βάσης απέναντι σε μία άλλη (πχ G απέναντι από A) Τέτοια λάθη είναι εξαιρετικά σπά‐
νια (1 λάθος ανά 107 αντιγραφόμενα νουκλεοτίδια) και συνήθως δεν προκαλούν σοβαρά προβλήμα‐
τα στα κύτταρα (για λόγους που θα δούμε όταν μελετήσουμε τη μεταγραφή και τη μετάφραση του
γεν υλικού) Όμως υπάρχει πάντα η πιθανότητα μια μετάλλαξη (μόνιμη αλλαγή) του DNA όσο α‐
πλή και αν είναι να προκαλέσει σοβαρά προβλήματα στην επιβίωση ενός οργανισμού Ένα τέτοιο
πολύ κοινό παράδειγμα είναι η μετάλλαξη που προκαλεί τη δρεπανοκυτταρική αναιμία Πρόκειται
για τη μεταβολή ενός μόνου νουκλεοτιδίου από αδενίνη σε θυμίνη στο γονίδιο της β‐σφαιρίνης που
προκαλεί την παραγωγή ελαττωματικής πρωτεΐνης Αν ένα άτομο έχει κληρονομήσει 2 τέτοια μεταλ‐
λαγμένα γονίδια (ένα από κάθε γονέα) τότε όλη η αιμοσφαιρίνη του αίματος του είναι δυσλειτουρ‐
γική με αποτέλεσμα τον θάνατο Στην περίπτωση που έχει μόνο το ένα από τα δύο γονίδια μεταλ‐
λαγμένο τότε το άτομο αυτό έστω και με κάποια προβλήματα θα μπορέσει να έχει μια φυσιολογική
ζωή
Μια άλλη ασθένεια στην οποία διαδραματίζουν καθοριστικό ρόλο οι μεταλλάξεις είναι ο καρκίνος
Κατά τη διάρκεια της ζωής ενός ανθρώπου δημιουργούνται και συσσωρεύονται μεταλλάξεις στα
σωματικά κύτταρα του ανθρώπου και μπορεί να τύχει κάποιες από αυτές τις μεταλλάξεις να είναι σεγονίδια του κυτταρικού κύκλου Όσο μεγαλύτερο είναι ένα άτομο σε ηλικία τόσες μεγαλύτερες είναι
οι πιθανότητες να έχει συσσωρεύσει μια σειρά από μεταλλάξεις στα σωματικά του κύτταρα που θα
του προκαλέσουν καρκίνο Μάλιστα διάφορες έρευνες δείχνουν ότι οι πιθανότητες να εμφανίσει
κάποιος καρκίνο αυξάνουν εκθετικά με την ηλικία
Τελικά αυτό που συμβαίνει είναι ότι παρόλο που τα λάθη στην αντιγραφή του DNA είναι εξαιρετικά
σπάνια ο αριθμός των αντιγραφών που γίνονται σε ένα πολύπλοκο ευκαρυωτικό οργανισμό είναι
τόσος μεγάλος που αναπόφευκτα θα συσσωρευτεί ένας μεγάλος αριθμός από μεταλλάξεις στα σω‐
ματικά κύτταρα Για το λόγο αυτό όλα τα κύτταρα έχουν αποκτήσει ένα περίτεχνο σύνολο μηχανι‐
σμών μέσω των οποίων ελαττώνουν (περίπου κατά 100 φορές) τον αριθμό των μεταλλάξεων που
συμβαίνουν στο DNA τους Όλοι οι διαφορετικοί μηχανισμοί που έχουν ως σκοπό την απαλοιφή των
λαθών που γίνονται κατά την αντιγραφή περιγράφονται συλλογικά με τον όρο μηχανισμοί επιδιόρ‐θωσης του DNA
Ο βασικότερος μηχανισμός απαλοιφής λαθών ονομάζεται σύστημα επιδιόρθωσης των αταίριαστων
βάσεων του DNA και όπως φανερώνει το όνομά του η λειτουργία του είναι να αναγνωρίζει και να
διορθώνει τα αταίριαστα νουκλεοτίδια στον καινούργιο κλώνο του DNA Η διαδικασία της αναγνώ‐
ρισης του σωστού κλώνου είναι ίσως η πιο δύσκολη και σίγουρα η σημαντικότερη για τη σωστή επι‐
διόρθωση Αν το γονεϊκό κύτταρο δεν επιδιορθώσει τον μεταλλαγμένο κλώνο τότε το θυγατρικό κύτ‐
ταρο θα περιέχει μια μετάλλαξη ενώ το γονεϊκό καμία αν όμως το κύτταρο επιδιορθώσει τον λάθος
κλώνο (δηλ τον κλώνο εκμαγείο) τότε το αποτέλεσμα θα είναι να υπάρχει η μετάλλαξη και στους
δύο κλώνους και συνεπώς και σε όλα τα κύτταρα που θα δημιουργηθούν στο εξής Επομένως η επι‐
διόρθωση του λάθος κλώνου επιφέρει χειρότερα αποτελέσματα από ότι το ίδιο το λάθος εξαρχής Αν
και δεν είναι ακόμα γνωστός ο τρόπος με τον οποίο το σύστημα επιδιόρθωσης των αταίριαστων ζευ‐
γών αναγνωρίζει το νεοσυντιθέμενο κλώνο φαίνεται ότι οι νεοσυντιθέμενοι κλώνοι (τόσο ο προπο‐
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 3547
ρευόμενος όσο και ο καθυστερημένος) υφίσταται εγκοπές που καθοδηγούν το μηχανισμό στην ανα‐
γνώρισή τους
Όσον αφορά τη ίδια τη διαδικασία της επιδιόρθωσης αυτή πραγματοποιείται σε τρία βασικά στάδια
Κατά το πρώτο στάδιο κόβεται και αφαιρείται η λάθος βάση από το νεοσυντιθέμενο κλώνο με τη
βοήθεια μιας νουκλεάσης Στο 2ο στάδιο μια DNA πολυμεράση αναλαμβάνει να καλύψει το κενό που
δημιουργήθηκε χρησιμοποιώντας ως εκμαγείο τον σωστό κλώνο ενώ τη δουλειά τελειώνει στο 3ο
στάδιο μια DNA λιγάση που συνενώνει το κενό στο σκελετό του σακχαρο ‐φωσφορικού σκελετού του
νεοσυντιθέμενου κλώνου Είναι φανερό ότι η διαδικασία της επιδιόρθωσης μοιράζεται πολλούς μη‐
χανισμούς και ένζυμα με την αντιγραφή με τον τρόπο αυτό το κύτταρο χρησιμοποιεί ένζυμα τα ο‐
ποία είναι εξελιγμένα να συνθέτουν DNA με μεγάλη ακρίβεια ενώ συγχρόνως κάνει και οικονομία
πρώτων υλών
Βέβαια δεν οφείλονται όλα τα λάθη του DNA στο λάθος ταίριασμα βάσεων κατά την αντιγραφή Α‐
κόμα και όταν το DNA δεν αντιγράφεται υφίσταται συνεχώς βλάβες όπως και κάθε άλλο μόριο ενός
οργανισμού Οι βλάβες αυτές οφείλονται σε εξωγενής παράγοντες όπως για παράδειγμα η υψηλή
θερμοκρασία η υπεριώδης ακτινοβολία η ραδιενέργεια η έλλειψη πρώτων υλών (αβιταμίνωση)
κλπ Για παράδειγμα μια πολύ κοινή βλάβη που προκαλείται από την υπεριώδη ακτινοβολία είναι η
μετατροπή δύο γειτονικών βάσεων θυμίνης σε ένα διμερές θυμίνης Τέτοιες αλλαγές προκαλούν τη
μετατόπιση του πλαισίου ανάγνωσης του DNA που με τη σειρά του οδηγεί σε σοβαρά λάθη στις πα‐
ραγόμενες πρωτεΐνες Οι μηχανισμοί που χρησιμοποιούνται για την επιδιόρθωση τέτοιων λαθών
είναι διαφορετικοί από αυτόν που περιγράφθηκε μοιράζονται όμως πολλές διαδικασίες και ένζυμα
καθώς και τη βασική αρχή ότι χρησιμοποιείται ως εκμαγείο ο κλώνος που δεν έχει υποστεί λάθος
Από τα παραπάνω είναι φανερό ότι αν δεν υπήρχαν οι μηχανισμοί επιδιόρθωσης του DNA μια και
μόνο μέρα θα ήταν αρκετή για να συγκεντρώσουμε τόσες μεταλλάξεις στα κύτταρα μας που θα οδη‐
γούμασταν άμεσα στο θάνατο μας Είναι λογικό λοιπόν να υποθέσουμε ότι η φύση εξέλιξε αυτούς
τους μηχανισμούς πολύ νωρίς κατά την ανάπτυξη της ζωής και για το λόγο αυτό απαντώνται σχεδόν
απαράλλακτοι σε όλους τους οργανισμούς
ΠΕΡΙΣΣΟΤΕΡΗ ΑΝ ΑΓ ΝΩ ΣΗ
Κεφ 6 laquoDNAraquo από Alberts B Bray D Johnson A Lewis J Raff M Roberts K et al (2000) Βασι‐
κές Αρχές Κυτταρικής Βιολογίας Εισαγωγή στη Μοριακή Βιολογία του Κυττάρου (Χ Ζιούδρου Με‐
ταφ) Αθήνα Ιατρικές Εκδόσεις ΠΧ Πασχαλίδη
ΠΡΟΑΙΡΕΤΙΚΗ ΑΝΑΓΝΩΣΗ (ΣΤΑ ΑΓΓΛΙΚΑ)
Θέμα Πηγή
Δρεπανοκυτταρική αναιμία httpenwikipediaorgwikiSickle_cell_anemia
Επιδιόρθωση του DNA httpenwikipediaorgwikiDNA_repair
Μετάλλαξη httpenwikipediaorgwikiMutation
Σύστημα επιδιόρθωσης των αταί‐
ριαστων βάσεων του DNAhttpenwikipediaorgwikiMismatch_repair
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 3647
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 3747
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 3847
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 3947
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 4047
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 4147
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 4247
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 4347
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 4447
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 4547
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 4647
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 4747
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 947
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 1047
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 1147
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 1247
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 1347
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 1447
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 1547
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 1647
$microamp( )+- amp amp DNA 0 amp 10amp 23
($) amp$()$ +amp-0$ ($amp 1micro$amp
234565 7825995
(amplt)) micro= amp$()$ micro-ampamp(microgt$ +amp-0$
-ampA B--ampamp -$1 C-gtD$1E R ampamp-BCC$-amp0 amp$1Camp -
F 1--A -$1 C-gtD$1E S($1 gtD$1 ampamp- micro gtmicroampC=)
- )E 1$1--A0$1 D1Cmicroamp-$E 1--A -$1 C-gtD$1E S
7825G47526G7HG
-amp B--ampamp -$1 C-gt$1E Rmicro-ampCD=microamp-$-amp0 C B--ampamp
C-gtD$1E S $0 amp)($$0 - $$ amp0 amp$()$0 amp0
$amp$B 1micro$amp C-gtD$E S
C-gtD$E R
C-gtD$E S
G37I8J5G75 7)0amp 0ampA amp
micro-ampKgt$1 =$$micro0gtE =$K$E
0gtD$-amp0 C-amp B--ampamp -$1 C-gtD$1E S
G37I8J5G75 2$ micro)0$ $1
micro-ampKgt0 -0E =$$micro0gtE
=$K$E amp0 -$ DNA
B--ampamp -$1 C-gtD$1E S
ampCmicroamp-$$=C= -$1 1$1--A0$1
D1Cmicroamp-$E
C amp-=($E micro$
RNA -LE DNA 0lt0amp 1ltamp-AampE
gt(D$E - micro$ (0amp micro-ampCD=microamp-0Cmicro) - 1--A -$1 C-gtD$1E
C-gtD$E C-gtD$E C-gtD$E C-gtD$E C-gtD$E R R S R R
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 1747
micro$ amp () DNA+-$ micro0
$10-
2)$amp3(
$amp+2 DNA
43567 83+2 9)
)22(0 micro3(05 ()lt
micro3 3micro5lt )-6=2) ($=$$23lt 6-0micromicrolt
$amp+2 DNA 9amp amp$0 DNA
0$10-+-$=lt
$3amp3(=lt
DNA $
ampmicro () +
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 1847
micro$
amp($$
)+$
(micro-
+0-$+
0+amp$$
amp)1amp+232+4)- )(5(-
$amp ()
+micro-)micro(012
34+$) +( 50-6
701 (8 DNA
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 1947
$amp () + DNA
$amp()amp+
micro+
- 01-00
micro23
01-00
3rsquo )$
5rsquo )$ 3rsquo )$
5rsquo )$
4amp
50)$
micro+ 6)$7+$6
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 2047
$ampmicro( micromicro)+ micro-micro(0
micro$amp ()$ +$hellip-((
micro$ micro01amp 123+1
45$6 Morse
789$
DNA
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 2147
$ amp()amp +$-$ 0 +12amp3amp($0 4 2 56$52 micro40 +7$820
$amp $amp ( $amp C
amp)+
amp- DNAmicro0123 )4212amp5
)26074 )26074 B )26074 C
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 2247
$amp( )+ +amp-)(+
)amp 0+(amp )$1
2-345(+$1 )amp +6578amp
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 2347
$ amp($ DNA)$ micro+(
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 2447
$amp S
$amp Srsquo
$amp-(micro)+ S
$amp ($amp Srsquo
$amp ($amp S
($amp-(micro)+ Srsquo
)-(0 (laquo1)2-(0raquo) 310 () DNA
To DNA $ ampmicro(amp) (+ - amp
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 2547
$amp (laquo($ampraquo) )$amp +$ DNA
-0123
-0123
-0123
456($+7 )$+7 +$87 DNA
H $amp( ) DNA
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 2647
H $amp () +) -+) (0 DNA
12 micro 32(45 $(643)
$amp ($)amp+
-0(1 DNA
-)2(1)3 $ -)4+ 5)
micro $ 61+7) laquo(amp$+amp)0(raquo
4amp0$8(9(
micro1(0(1 DNA micro
5$1)micro ) lt(7 DNA
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 2747
$amp()amp+ ()micro+-)micro 0$1 23(451
micro$amp262 7(1 289$$1 amp$962-$1 $amp221
7+ 70070lt1 4$=(8$1 23(451
$amp( )$+amp(
-$0)1 $( 2345(
2345( )$+(
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 2847
5rsquo $ $amp ()$amp
3rsquo $ $amp ()$amp
5rsquo $ $amp ()$amp
3rsquo $ $amp ()$amp
()$
+micro-+$ )+$amp)012micro+)$ ()$
3amp$454$06 $78
+0+96micro+)$ 0454$06 +$7amp0$)$amp+$0$
$amp () DNA
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 2947
laquo$ampraquo ()amp DNA
amp+-0 01 amp2001 01 345)1 6$71
8-(micro8 amp)98
$amp()( (+ amp$-+ (
DNA 0 micro 123$ (45678
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 3047
$amp() )(+)
amp (-+
(amp$+) 5rsquo3rsquo
01amp() )(+)
amp (-+
(amp$+) 3rsquo5rsquo
23 5rsquo 4563 738 796429lt
=29gt gt9 gt38532ABlt3
973micro9568gtCA
micro Blt36CD2lt5E B64FG
23 3rsquo 4563 738
796429lt =29gt
gt9 gt38532ABlt3
973micro9568gtCA
micro Blt36CD2lt5E
B64FG
ltF6H=microgt3FDF2=
26ltIDFI36lt5=
B3J86ltK3gt38532ABlt3
L0$amp()
L0)
) +ampL0) L+ 0M0
L) L+ + L+amp +
Lamp (++ L
N)-) +01
) L) + L
N)-) +01 0M
amp)+ +01 1 amp+ -0
$amp()( (+
()( micro- )01-
DNA micro$ 2$3+)(
5rsquo3rsquo
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 3147
$amp () RNA +amp-
0 amp 1+micro2amp
RNA +amp-3
micro45( $)1ampmicro() 67()
amp DNA(6)micro12amp 1859+ amp $amp 03 () 62micro(3
Okazaki (0+( 6(3)1($(3 ()6(5+ (
RNA +amp-
amp DNA(6)micro12amp (6(6amp17+ amp
$amp () 62micro(3 DNA
( 6+03 RNA+amp-3
65lt+ + +$5+
0 DNA
)=amp () ()
62micro(3 DNA micro ( +microamp)micro(
$)1ampmicro( 67( micro amp
12amp amp3 6+42amp3 ()DNA
H $amp ()micro+
DNA +- )$+ampmicro0-
(1-
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 3247
$amp() + -$+) micro -012 )amp3$45
micro$amp (ampamp()micro+amp) -+amp)
+amp)+012micro+amp3 -+amp3
amp01+4+
50$6(3
DNA amp)micro(78 7+4 amp+
(ampamp()micro+amp -+amp 99lt=gtlt
ABC
ADE=FltGgtlt
ABC
(06 20 DNA
078 amp) DNA
(0micro78
(4H+8 amp)
)+I20 micro
microamp+ampJ3 -+amp)3
RNA 0+863
+2amp micro6micro Okazaki
micro$amp 1)(8micro2+amp)
-+amp)
DNA amp)micro(78 7+4 amp+
1)(8micro2+amp -+amp
(micro03 ampamp8(-+0 8 J+18 +3 micro6microamp3 Okazaki)
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 3347
$amp()micro micro)+ )-+ )012+
micro$amp (ampamp()micro+amp) -+amp)
+amp)+012micro+amp3 -+amp3
DNA amp)micro(45 4+6
amp+ (ampamp()micro+amp -+amp (07 20 DNA
(0micro45
(68+5 amp)
)+920 micro
microamp+amp3 -+amp)3
RNA 0+573
micro7micro Okazaki
045 amp) DNA
micro$amp 1)(5micro2+amp) -+amp)
+amp)+012micro+amp3 -+amp3
DNA amp)micro(45 4+6 amp+ 1)(5micro2+amp -+amp
(micro03 ampamp5(-+0 5 +15 +3 micro7microamp3 Okazaki)
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 3447
Ε Ι Σ Α Γ Ω Γ Η Σ Τ Ι Σ Σ Υ Γ Χ Ρ Ο Ν Ε Σ Β Ι Ο Λ Ο Γ Ι Κ Ε Σ
Ε Π Ι Σ Τ Η Μ Ε Σ ΕΠΙΔΙΟΡΘΩΣΗ ΤΟΥ DN A
(05 ΟΚΤΩΒΡΙΟΥ 2007)
Στις προηγούμενες διαλέξεις είδαμε ότι η αντιγραφή διαθέτει τις κατάλληλες ασφαλιστικές δικλίδες
για την αποφυγή εισαγωγής λαθών μέσα στο DNA Ωστόσο ακόμα και με όλες αυτές τις προφυλά‐
ξεις από τη μεριά του κύτταρου είναι δυνατόν να συμβούν λάθη όπως για παράδειγμα η τοποθέ‐
τηση λάθος βάσης απέναντι σε μία άλλη (πχ G απέναντι από A) Τέτοια λάθη είναι εξαιρετικά σπά‐
νια (1 λάθος ανά 107 αντιγραφόμενα νουκλεοτίδια) και συνήθως δεν προκαλούν σοβαρά προβλήμα‐
τα στα κύτταρα (για λόγους που θα δούμε όταν μελετήσουμε τη μεταγραφή και τη μετάφραση του
γεν υλικού) Όμως υπάρχει πάντα η πιθανότητα μια μετάλλαξη (μόνιμη αλλαγή) του DNA όσο α‐
πλή και αν είναι να προκαλέσει σοβαρά προβλήματα στην επιβίωση ενός οργανισμού Ένα τέτοιο
πολύ κοινό παράδειγμα είναι η μετάλλαξη που προκαλεί τη δρεπανοκυτταρική αναιμία Πρόκειται
για τη μεταβολή ενός μόνου νουκλεοτιδίου από αδενίνη σε θυμίνη στο γονίδιο της β‐σφαιρίνης που
προκαλεί την παραγωγή ελαττωματικής πρωτεΐνης Αν ένα άτομο έχει κληρονομήσει 2 τέτοια μεταλ‐
λαγμένα γονίδια (ένα από κάθε γονέα) τότε όλη η αιμοσφαιρίνη του αίματος του είναι δυσλειτουρ‐
γική με αποτέλεσμα τον θάνατο Στην περίπτωση που έχει μόνο το ένα από τα δύο γονίδια μεταλ‐
λαγμένο τότε το άτομο αυτό έστω και με κάποια προβλήματα θα μπορέσει να έχει μια φυσιολογική
ζωή
Μια άλλη ασθένεια στην οποία διαδραματίζουν καθοριστικό ρόλο οι μεταλλάξεις είναι ο καρκίνος
Κατά τη διάρκεια της ζωής ενός ανθρώπου δημιουργούνται και συσσωρεύονται μεταλλάξεις στα
σωματικά κύτταρα του ανθρώπου και μπορεί να τύχει κάποιες από αυτές τις μεταλλάξεις να είναι σεγονίδια του κυτταρικού κύκλου Όσο μεγαλύτερο είναι ένα άτομο σε ηλικία τόσες μεγαλύτερες είναι
οι πιθανότητες να έχει συσσωρεύσει μια σειρά από μεταλλάξεις στα σωματικά του κύτταρα που θα
του προκαλέσουν καρκίνο Μάλιστα διάφορες έρευνες δείχνουν ότι οι πιθανότητες να εμφανίσει
κάποιος καρκίνο αυξάνουν εκθετικά με την ηλικία
Τελικά αυτό που συμβαίνει είναι ότι παρόλο που τα λάθη στην αντιγραφή του DNA είναι εξαιρετικά
σπάνια ο αριθμός των αντιγραφών που γίνονται σε ένα πολύπλοκο ευκαρυωτικό οργανισμό είναι
τόσος μεγάλος που αναπόφευκτα θα συσσωρευτεί ένας μεγάλος αριθμός από μεταλλάξεις στα σω‐
ματικά κύτταρα Για το λόγο αυτό όλα τα κύτταρα έχουν αποκτήσει ένα περίτεχνο σύνολο μηχανι‐
σμών μέσω των οποίων ελαττώνουν (περίπου κατά 100 φορές) τον αριθμό των μεταλλάξεων που
συμβαίνουν στο DNA τους Όλοι οι διαφορετικοί μηχανισμοί που έχουν ως σκοπό την απαλοιφή των
λαθών που γίνονται κατά την αντιγραφή περιγράφονται συλλογικά με τον όρο μηχανισμοί επιδιόρ‐θωσης του DNA
Ο βασικότερος μηχανισμός απαλοιφής λαθών ονομάζεται σύστημα επιδιόρθωσης των αταίριαστων
βάσεων του DNA και όπως φανερώνει το όνομά του η λειτουργία του είναι να αναγνωρίζει και να
διορθώνει τα αταίριαστα νουκλεοτίδια στον καινούργιο κλώνο του DNA Η διαδικασία της αναγνώ‐
ρισης του σωστού κλώνου είναι ίσως η πιο δύσκολη και σίγουρα η σημαντικότερη για τη σωστή επι‐
διόρθωση Αν το γονεϊκό κύτταρο δεν επιδιορθώσει τον μεταλλαγμένο κλώνο τότε το θυγατρικό κύτ‐
ταρο θα περιέχει μια μετάλλαξη ενώ το γονεϊκό καμία αν όμως το κύτταρο επιδιορθώσει τον λάθος
κλώνο (δηλ τον κλώνο εκμαγείο) τότε το αποτέλεσμα θα είναι να υπάρχει η μετάλλαξη και στους
δύο κλώνους και συνεπώς και σε όλα τα κύτταρα που θα δημιουργηθούν στο εξής Επομένως η επι‐
διόρθωση του λάθος κλώνου επιφέρει χειρότερα αποτελέσματα από ότι το ίδιο το λάθος εξαρχής Αν
και δεν είναι ακόμα γνωστός ο τρόπος με τον οποίο το σύστημα επιδιόρθωσης των αταίριαστων ζευ‐
γών αναγνωρίζει το νεοσυντιθέμενο κλώνο φαίνεται ότι οι νεοσυντιθέμενοι κλώνοι (τόσο ο προπο‐
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 3547
ρευόμενος όσο και ο καθυστερημένος) υφίσταται εγκοπές που καθοδηγούν το μηχανισμό στην ανα‐
γνώρισή τους
Όσον αφορά τη ίδια τη διαδικασία της επιδιόρθωσης αυτή πραγματοποιείται σε τρία βασικά στάδια
Κατά το πρώτο στάδιο κόβεται και αφαιρείται η λάθος βάση από το νεοσυντιθέμενο κλώνο με τη
βοήθεια μιας νουκλεάσης Στο 2ο στάδιο μια DNA πολυμεράση αναλαμβάνει να καλύψει το κενό που
δημιουργήθηκε χρησιμοποιώντας ως εκμαγείο τον σωστό κλώνο ενώ τη δουλειά τελειώνει στο 3ο
στάδιο μια DNA λιγάση που συνενώνει το κενό στο σκελετό του σακχαρο ‐φωσφορικού σκελετού του
νεοσυντιθέμενου κλώνου Είναι φανερό ότι η διαδικασία της επιδιόρθωσης μοιράζεται πολλούς μη‐
χανισμούς και ένζυμα με την αντιγραφή με τον τρόπο αυτό το κύτταρο χρησιμοποιεί ένζυμα τα ο‐
ποία είναι εξελιγμένα να συνθέτουν DNA με μεγάλη ακρίβεια ενώ συγχρόνως κάνει και οικονομία
πρώτων υλών
Βέβαια δεν οφείλονται όλα τα λάθη του DNA στο λάθος ταίριασμα βάσεων κατά την αντιγραφή Α‐
κόμα και όταν το DNA δεν αντιγράφεται υφίσταται συνεχώς βλάβες όπως και κάθε άλλο μόριο ενός
οργανισμού Οι βλάβες αυτές οφείλονται σε εξωγενής παράγοντες όπως για παράδειγμα η υψηλή
θερμοκρασία η υπεριώδης ακτινοβολία η ραδιενέργεια η έλλειψη πρώτων υλών (αβιταμίνωση)
κλπ Για παράδειγμα μια πολύ κοινή βλάβη που προκαλείται από την υπεριώδη ακτινοβολία είναι η
μετατροπή δύο γειτονικών βάσεων θυμίνης σε ένα διμερές θυμίνης Τέτοιες αλλαγές προκαλούν τη
μετατόπιση του πλαισίου ανάγνωσης του DNA που με τη σειρά του οδηγεί σε σοβαρά λάθη στις πα‐
ραγόμενες πρωτεΐνες Οι μηχανισμοί που χρησιμοποιούνται για την επιδιόρθωση τέτοιων λαθών
είναι διαφορετικοί από αυτόν που περιγράφθηκε μοιράζονται όμως πολλές διαδικασίες και ένζυμα
καθώς και τη βασική αρχή ότι χρησιμοποιείται ως εκμαγείο ο κλώνος που δεν έχει υποστεί λάθος
Από τα παραπάνω είναι φανερό ότι αν δεν υπήρχαν οι μηχανισμοί επιδιόρθωσης του DNA μια και
μόνο μέρα θα ήταν αρκετή για να συγκεντρώσουμε τόσες μεταλλάξεις στα κύτταρα μας που θα οδη‐
γούμασταν άμεσα στο θάνατο μας Είναι λογικό λοιπόν να υποθέσουμε ότι η φύση εξέλιξε αυτούς
τους μηχανισμούς πολύ νωρίς κατά την ανάπτυξη της ζωής και για το λόγο αυτό απαντώνται σχεδόν
απαράλλακτοι σε όλους τους οργανισμούς
ΠΕΡΙΣΣΟΤΕΡΗ ΑΝ ΑΓ ΝΩ ΣΗ
Κεφ 6 laquoDNAraquo από Alberts B Bray D Johnson A Lewis J Raff M Roberts K et al (2000) Βασι‐
κές Αρχές Κυτταρικής Βιολογίας Εισαγωγή στη Μοριακή Βιολογία του Κυττάρου (Χ Ζιούδρου Με‐
ταφ) Αθήνα Ιατρικές Εκδόσεις ΠΧ Πασχαλίδη
ΠΡΟΑΙΡΕΤΙΚΗ ΑΝΑΓΝΩΣΗ (ΣΤΑ ΑΓΓΛΙΚΑ)
Θέμα Πηγή
Δρεπανοκυτταρική αναιμία httpenwikipediaorgwikiSickle_cell_anemia
Επιδιόρθωση του DNA httpenwikipediaorgwikiDNA_repair
Μετάλλαξη httpenwikipediaorgwikiMutation
Σύστημα επιδιόρθωσης των αταί‐
ριαστων βάσεων του DNAhttpenwikipediaorgwikiMismatch_repair
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 3647
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 3747
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 3847
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 3947
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 4047
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 4147
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 4247
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 4347
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 4447
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 4547
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 4647
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 4747
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 1047
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 1147
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 1247
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 1347
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 1447
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 1547
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 1647
$microamp( )+- amp amp DNA 0 amp 10amp 23
($) amp$()$ +amp-0$ ($amp 1micro$amp
234565 7825995
(amplt)) micro= amp$()$ micro-ampamp(microgt$ +amp-0$
-ampA B--ampamp -$1 C-gtD$1E R ampamp-BCC$-amp0 amp$1Camp -
F 1--A -$1 C-gtD$1E S($1 gtD$1 ampamp- micro gtmicroampC=)
- )E 1$1--A0$1 D1Cmicroamp-$E 1--A -$1 C-gtD$1E S
7825G47526G7HG
-amp B--ampamp -$1 C-gt$1E Rmicro-ampCD=microamp-$-amp0 C B--ampamp
C-gtD$1E S $0 amp)($$0 - $$ amp0 amp$()$0 amp0
$amp$B 1micro$amp C-gtD$E S
C-gtD$E R
C-gtD$E S
G37I8J5G75 7)0amp 0ampA amp
micro-ampKgt$1 =$$micro0gtE =$K$E
0gtD$-amp0 C-amp B--ampamp -$1 C-gtD$1E S
G37I8J5G75 2$ micro)0$ $1
micro-ampKgt0 -0E =$$micro0gtE
=$K$E amp0 -$ DNA
B--ampamp -$1 C-gtD$1E S
ampCmicroamp-$$=C= -$1 1$1--A0$1
D1Cmicroamp-$E
C amp-=($E micro$
RNA -LE DNA 0lt0amp 1ltamp-AampE
gt(D$E - micro$ (0amp micro-ampCD=microamp-0Cmicro) - 1--A -$1 C-gtD$1E
C-gtD$E C-gtD$E C-gtD$E C-gtD$E C-gtD$E R R S R R
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 1747
micro$ amp () DNA+-$ micro0
$10-
2)$amp3(
$amp+2 DNA
43567 83+2 9)
)22(0 micro3(05 ()lt
micro3 3micro5lt )-6=2) ($=$$23lt 6-0micromicrolt
$amp+2 DNA 9amp amp$0 DNA
0$10-+-$=lt
$3amp3(=lt
DNA $
ampmicro () +
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 1847
micro$
amp($$
)+$
(micro-
+0-$+
0+amp$$
amp)1amp+232+4)- )(5(-
$amp ()
+micro-)micro(012
34+$) +( 50-6
701 (8 DNA
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 1947
$amp () + DNA
$amp()amp+
micro+
- 01-00
micro23
01-00
3rsquo )$
5rsquo )$ 3rsquo )$
5rsquo )$
4amp
50)$
micro+ 6)$7+$6
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 2047
$ampmicro( micromicro)+ micro-micro(0
micro$amp ()$ +$hellip-((
micro$ micro01amp 123+1
45$6 Morse
789$
DNA
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 2147
$ amp()amp +$-$ 0 +12amp3amp($0 4 2 56$52 micro40 +7$820
$amp $amp ( $amp C
amp)+
amp- DNAmicro0123 )4212amp5
)26074 )26074 B )26074 C
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 2247
$amp( )+ +amp-)(+
)amp 0+(amp )$1
2-345(+$1 )amp +6578amp
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 2347
$ amp($ DNA)$ micro+(
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 2447
$amp S
$amp Srsquo
$amp-(micro)+ S
$amp ($amp Srsquo
$amp ($amp S
($amp-(micro)+ Srsquo
)-(0 (laquo1)2-(0raquo) 310 () DNA
To DNA $ ampmicro(amp) (+ - amp
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 2547
$amp (laquo($ampraquo) )$amp +$ DNA
-0123
-0123
-0123
456($+7 )$+7 +$87 DNA
H $amp( ) DNA
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 2647
H $amp () +) -+) (0 DNA
12 micro 32(45 $(643)
$amp ($)amp+
-0(1 DNA
-)2(1)3 $ -)4+ 5)
micro $ 61+7) laquo(amp$+amp)0(raquo
4amp0$8(9(
micro1(0(1 DNA micro
5$1)micro ) lt(7 DNA
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 2747
$amp()amp+ ()micro+-)micro 0$1 23(451
micro$amp262 7(1 289$$1 amp$962-$1 $amp221
7+ 70070lt1 4$=(8$1 23(451
$amp( )$+amp(
-$0)1 $( 2345(
2345( )$+(
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 2847
5rsquo $ $amp ()$amp
3rsquo $ $amp ()$amp
5rsquo $ $amp ()$amp
3rsquo $ $amp ()$amp
()$
+micro-+$ )+$amp)012micro+)$ ()$
3amp$454$06 $78
+0+96micro+)$ 0454$06 +$7amp0$)$amp+$0$
$amp () DNA
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 2947
laquo$ampraquo ()amp DNA
amp+-0 01 amp2001 01 345)1 6$71
8-(micro8 amp)98
$amp()( (+ amp$-+ (
DNA 0 micro 123$ (45678
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 3047
$amp() )(+)
amp (-+
(amp$+) 5rsquo3rsquo
01amp() )(+)
amp (-+
(amp$+) 3rsquo5rsquo
23 5rsquo 4563 738 796429lt
=29gt gt9 gt38532ABlt3
973micro9568gtCA
micro Blt36CD2lt5E B64FG
23 3rsquo 4563 738
796429lt =29gt
gt9 gt38532ABlt3
973micro9568gtCA
micro Blt36CD2lt5E
B64FG
ltF6H=microgt3FDF2=
26ltIDFI36lt5=
B3J86ltK3gt38532ABlt3
L0$amp()
L0)
) +ampL0) L+ 0M0
L) L+ + L+amp +
Lamp (++ L
N)-) +01
) L) + L
N)-) +01 0M
amp)+ +01 1 amp+ -0
$amp()( (+
()( micro- )01-
DNA micro$ 2$3+)(
5rsquo3rsquo
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 3147
$amp () RNA +amp-
0 amp 1+micro2amp
RNA +amp-3
micro45( $)1ampmicro() 67()
amp DNA(6)micro12amp 1859+ amp $amp 03 () 62micro(3
Okazaki (0+( 6(3)1($(3 ()6(5+ (
RNA +amp-
amp DNA(6)micro12amp (6(6amp17+ amp
$amp () 62micro(3 DNA
( 6+03 RNA+amp-3
65lt+ + +$5+
0 DNA
)=amp () ()
62micro(3 DNA micro ( +microamp)micro(
$)1ampmicro( 67( micro amp
12amp amp3 6+42amp3 ()DNA
H $amp ()micro+
DNA +- )$+ampmicro0-
(1-
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 3247
$amp() + -$+) micro -012 )amp3$45
micro$amp (ampamp()micro+amp) -+amp)
+amp)+012micro+amp3 -+amp3
amp01+4+
50$6(3
DNA amp)micro(78 7+4 amp+
(ampamp()micro+amp -+amp 99lt=gtlt
ABC
ADE=FltGgtlt
ABC
(06 20 DNA
078 amp) DNA
(0micro78
(4H+8 amp)
)+I20 micro
microamp+ampJ3 -+amp)3
RNA 0+863
+2amp micro6micro Okazaki
micro$amp 1)(8micro2+amp)
-+amp)
DNA amp)micro(78 7+4 amp+
1)(8micro2+amp -+amp
(micro03 ampamp8(-+0 8 J+18 +3 micro6microamp3 Okazaki)
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 3347
$amp()micro micro)+ )-+ )012+
micro$amp (ampamp()micro+amp) -+amp)
+amp)+012micro+amp3 -+amp3
DNA amp)micro(45 4+6
amp+ (ampamp()micro+amp -+amp (07 20 DNA
(0micro45
(68+5 amp)
)+920 micro
microamp+amp3 -+amp)3
RNA 0+573
micro7micro Okazaki
045 amp) DNA
micro$amp 1)(5micro2+amp) -+amp)
+amp)+012micro+amp3 -+amp3
DNA amp)micro(45 4+6 amp+ 1)(5micro2+amp -+amp
(micro03 ampamp5(-+0 5 +15 +3 micro7microamp3 Okazaki)
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 3447
Ε Ι Σ Α Γ Ω Γ Η Σ Τ Ι Σ Σ Υ Γ Χ Ρ Ο Ν Ε Σ Β Ι Ο Λ Ο Γ Ι Κ Ε Σ
Ε Π Ι Σ Τ Η Μ Ε Σ ΕΠΙΔΙΟΡΘΩΣΗ ΤΟΥ DN A
(05 ΟΚΤΩΒΡΙΟΥ 2007)
Στις προηγούμενες διαλέξεις είδαμε ότι η αντιγραφή διαθέτει τις κατάλληλες ασφαλιστικές δικλίδες
για την αποφυγή εισαγωγής λαθών μέσα στο DNA Ωστόσο ακόμα και με όλες αυτές τις προφυλά‐
ξεις από τη μεριά του κύτταρου είναι δυνατόν να συμβούν λάθη όπως για παράδειγμα η τοποθέ‐
τηση λάθος βάσης απέναντι σε μία άλλη (πχ G απέναντι από A) Τέτοια λάθη είναι εξαιρετικά σπά‐
νια (1 λάθος ανά 107 αντιγραφόμενα νουκλεοτίδια) και συνήθως δεν προκαλούν σοβαρά προβλήμα‐
τα στα κύτταρα (για λόγους που θα δούμε όταν μελετήσουμε τη μεταγραφή και τη μετάφραση του
γεν υλικού) Όμως υπάρχει πάντα η πιθανότητα μια μετάλλαξη (μόνιμη αλλαγή) του DNA όσο α‐
πλή και αν είναι να προκαλέσει σοβαρά προβλήματα στην επιβίωση ενός οργανισμού Ένα τέτοιο
πολύ κοινό παράδειγμα είναι η μετάλλαξη που προκαλεί τη δρεπανοκυτταρική αναιμία Πρόκειται
για τη μεταβολή ενός μόνου νουκλεοτιδίου από αδενίνη σε θυμίνη στο γονίδιο της β‐σφαιρίνης που
προκαλεί την παραγωγή ελαττωματικής πρωτεΐνης Αν ένα άτομο έχει κληρονομήσει 2 τέτοια μεταλ‐
λαγμένα γονίδια (ένα από κάθε γονέα) τότε όλη η αιμοσφαιρίνη του αίματος του είναι δυσλειτουρ‐
γική με αποτέλεσμα τον θάνατο Στην περίπτωση που έχει μόνο το ένα από τα δύο γονίδια μεταλ‐
λαγμένο τότε το άτομο αυτό έστω και με κάποια προβλήματα θα μπορέσει να έχει μια φυσιολογική
ζωή
Μια άλλη ασθένεια στην οποία διαδραματίζουν καθοριστικό ρόλο οι μεταλλάξεις είναι ο καρκίνος
Κατά τη διάρκεια της ζωής ενός ανθρώπου δημιουργούνται και συσσωρεύονται μεταλλάξεις στα
σωματικά κύτταρα του ανθρώπου και μπορεί να τύχει κάποιες από αυτές τις μεταλλάξεις να είναι σεγονίδια του κυτταρικού κύκλου Όσο μεγαλύτερο είναι ένα άτομο σε ηλικία τόσες μεγαλύτερες είναι
οι πιθανότητες να έχει συσσωρεύσει μια σειρά από μεταλλάξεις στα σωματικά του κύτταρα που θα
του προκαλέσουν καρκίνο Μάλιστα διάφορες έρευνες δείχνουν ότι οι πιθανότητες να εμφανίσει
κάποιος καρκίνο αυξάνουν εκθετικά με την ηλικία
Τελικά αυτό που συμβαίνει είναι ότι παρόλο που τα λάθη στην αντιγραφή του DNA είναι εξαιρετικά
σπάνια ο αριθμός των αντιγραφών που γίνονται σε ένα πολύπλοκο ευκαρυωτικό οργανισμό είναι
τόσος μεγάλος που αναπόφευκτα θα συσσωρευτεί ένας μεγάλος αριθμός από μεταλλάξεις στα σω‐
ματικά κύτταρα Για το λόγο αυτό όλα τα κύτταρα έχουν αποκτήσει ένα περίτεχνο σύνολο μηχανι‐
σμών μέσω των οποίων ελαττώνουν (περίπου κατά 100 φορές) τον αριθμό των μεταλλάξεων που
συμβαίνουν στο DNA τους Όλοι οι διαφορετικοί μηχανισμοί που έχουν ως σκοπό την απαλοιφή των
λαθών που γίνονται κατά την αντιγραφή περιγράφονται συλλογικά με τον όρο μηχανισμοί επιδιόρ‐θωσης του DNA
Ο βασικότερος μηχανισμός απαλοιφής λαθών ονομάζεται σύστημα επιδιόρθωσης των αταίριαστων
βάσεων του DNA και όπως φανερώνει το όνομά του η λειτουργία του είναι να αναγνωρίζει και να
διορθώνει τα αταίριαστα νουκλεοτίδια στον καινούργιο κλώνο του DNA Η διαδικασία της αναγνώ‐
ρισης του σωστού κλώνου είναι ίσως η πιο δύσκολη και σίγουρα η σημαντικότερη για τη σωστή επι‐
διόρθωση Αν το γονεϊκό κύτταρο δεν επιδιορθώσει τον μεταλλαγμένο κλώνο τότε το θυγατρικό κύτ‐
ταρο θα περιέχει μια μετάλλαξη ενώ το γονεϊκό καμία αν όμως το κύτταρο επιδιορθώσει τον λάθος
κλώνο (δηλ τον κλώνο εκμαγείο) τότε το αποτέλεσμα θα είναι να υπάρχει η μετάλλαξη και στους
δύο κλώνους και συνεπώς και σε όλα τα κύτταρα που θα δημιουργηθούν στο εξής Επομένως η επι‐
διόρθωση του λάθος κλώνου επιφέρει χειρότερα αποτελέσματα από ότι το ίδιο το λάθος εξαρχής Αν
και δεν είναι ακόμα γνωστός ο τρόπος με τον οποίο το σύστημα επιδιόρθωσης των αταίριαστων ζευ‐
γών αναγνωρίζει το νεοσυντιθέμενο κλώνο φαίνεται ότι οι νεοσυντιθέμενοι κλώνοι (τόσο ο προπο‐
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 3547
ρευόμενος όσο και ο καθυστερημένος) υφίσταται εγκοπές που καθοδηγούν το μηχανισμό στην ανα‐
γνώρισή τους
Όσον αφορά τη ίδια τη διαδικασία της επιδιόρθωσης αυτή πραγματοποιείται σε τρία βασικά στάδια
Κατά το πρώτο στάδιο κόβεται και αφαιρείται η λάθος βάση από το νεοσυντιθέμενο κλώνο με τη
βοήθεια μιας νουκλεάσης Στο 2ο στάδιο μια DNA πολυμεράση αναλαμβάνει να καλύψει το κενό που
δημιουργήθηκε χρησιμοποιώντας ως εκμαγείο τον σωστό κλώνο ενώ τη δουλειά τελειώνει στο 3ο
στάδιο μια DNA λιγάση που συνενώνει το κενό στο σκελετό του σακχαρο ‐φωσφορικού σκελετού του
νεοσυντιθέμενου κλώνου Είναι φανερό ότι η διαδικασία της επιδιόρθωσης μοιράζεται πολλούς μη‐
χανισμούς και ένζυμα με την αντιγραφή με τον τρόπο αυτό το κύτταρο χρησιμοποιεί ένζυμα τα ο‐
ποία είναι εξελιγμένα να συνθέτουν DNA με μεγάλη ακρίβεια ενώ συγχρόνως κάνει και οικονομία
πρώτων υλών
Βέβαια δεν οφείλονται όλα τα λάθη του DNA στο λάθος ταίριασμα βάσεων κατά την αντιγραφή Α‐
κόμα και όταν το DNA δεν αντιγράφεται υφίσταται συνεχώς βλάβες όπως και κάθε άλλο μόριο ενός
οργανισμού Οι βλάβες αυτές οφείλονται σε εξωγενής παράγοντες όπως για παράδειγμα η υψηλή
θερμοκρασία η υπεριώδης ακτινοβολία η ραδιενέργεια η έλλειψη πρώτων υλών (αβιταμίνωση)
κλπ Για παράδειγμα μια πολύ κοινή βλάβη που προκαλείται από την υπεριώδη ακτινοβολία είναι η
μετατροπή δύο γειτονικών βάσεων θυμίνης σε ένα διμερές θυμίνης Τέτοιες αλλαγές προκαλούν τη
μετατόπιση του πλαισίου ανάγνωσης του DNA που με τη σειρά του οδηγεί σε σοβαρά λάθη στις πα‐
ραγόμενες πρωτεΐνες Οι μηχανισμοί που χρησιμοποιούνται για την επιδιόρθωση τέτοιων λαθών
είναι διαφορετικοί από αυτόν που περιγράφθηκε μοιράζονται όμως πολλές διαδικασίες και ένζυμα
καθώς και τη βασική αρχή ότι χρησιμοποιείται ως εκμαγείο ο κλώνος που δεν έχει υποστεί λάθος
Από τα παραπάνω είναι φανερό ότι αν δεν υπήρχαν οι μηχανισμοί επιδιόρθωσης του DNA μια και
μόνο μέρα θα ήταν αρκετή για να συγκεντρώσουμε τόσες μεταλλάξεις στα κύτταρα μας που θα οδη‐
γούμασταν άμεσα στο θάνατο μας Είναι λογικό λοιπόν να υποθέσουμε ότι η φύση εξέλιξε αυτούς
τους μηχανισμούς πολύ νωρίς κατά την ανάπτυξη της ζωής και για το λόγο αυτό απαντώνται σχεδόν
απαράλλακτοι σε όλους τους οργανισμούς
ΠΕΡΙΣΣΟΤΕΡΗ ΑΝ ΑΓ ΝΩ ΣΗ
Κεφ 6 laquoDNAraquo από Alberts B Bray D Johnson A Lewis J Raff M Roberts K et al (2000) Βασι‐
κές Αρχές Κυτταρικής Βιολογίας Εισαγωγή στη Μοριακή Βιολογία του Κυττάρου (Χ Ζιούδρου Με‐
ταφ) Αθήνα Ιατρικές Εκδόσεις ΠΧ Πασχαλίδη
ΠΡΟΑΙΡΕΤΙΚΗ ΑΝΑΓΝΩΣΗ (ΣΤΑ ΑΓΓΛΙΚΑ)
Θέμα Πηγή
Δρεπανοκυτταρική αναιμία httpenwikipediaorgwikiSickle_cell_anemia
Επιδιόρθωση του DNA httpenwikipediaorgwikiDNA_repair
Μετάλλαξη httpenwikipediaorgwikiMutation
Σύστημα επιδιόρθωσης των αταί‐
ριαστων βάσεων του DNAhttpenwikipediaorgwikiMismatch_repair
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 3647
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 3747
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 3847
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 3947
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 4047
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 4147
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 4247
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 4347
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 4447
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 4547
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 4647
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 4747
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 1147
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 1247
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 1347
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 1447
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 1547
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 1647
$microamp( )+- amp amp DNA 0 amp 10amp 23
($) amp$()$ +amp-0$ ($amp 1micro$amp
234565 7825995
(amplt)) micro= amp$()$ micro-ampamp(microgt$ +amp-0$
-ampA B--ampamp -$1 C-gtD$1E R ampamp-BCC$-amp0 amp$1Camp -
F 1--A -$1 C-gtD$1E S($1 gtD$1 ampamp- micro gtmicroampC=)
- )E 1$1--A0$1 D1Cmicroamp-$E 1--A -$1 C-gtD$1E S
7825G47526G7HG
-amp B--ampamp -$1 C-gt$1E Rmicro-ampCD=microamp-$-amp0 C B--ampamp
C-gtD$1E S $0 amp)($$0 - $$ amp0 amp$()$0 amp0
$amp$B 1micro$amp C-gtD$E S
C-gtD$E R
C-gtD$E S
G37I8J5G75 7)0amp 0ampA amp
micro-ampKgt$1 =$$micro0gtE =$K$E
0gtD$-amp0 C-amp B--ampamp -$1 C-gtD$1E S
G37I8J5G75 2$ micro)0$ $1
micro-ampKgt0 -0E =$$micro0gtE
=$K$E amp0 -$ DNA
B--ampamp -$1 C-gtD$1E S
ampCmicroamp-$$=C= -$1 1$1--A0$1
D1Cmicroamp-$E
C amp-=($E micro$
RNA -LE DNA 0lt0amp 1ltamp-AampE
gt(D$E - micro$ (0amp micro-ampCD=microamp-0Cmicro) - 1--A -$1 C-gtD$1E
C-gtD$E C-gtD$E C-gtD$E C-gtD$E C-gtD$E R R S R R
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 1747
micro$ amp () DNA+-$ micro0
$10-
2)$amp3(
$amp+2 DNA
43567 83+2 9)
)22(0 micro3(05 ()lt
micro3 3micro5lt )-6=2) ($=$$23lt 6-0micromicrolt
$amp+2 DNA 9amp amp$0 DNA
0$10-+-$=lt
$3amp3(=lt
DNA $
ampmicro () +
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 1847
micro$
amp($$
)+$
(micro-
+0-$+
0+amp$$
amp)1amp+232+4)- )(5(-
$amp ()
+micro-)micro(012
34+$) +( 50-6
701 (8 DNA
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 1947
$amp () + DNA
$amp()amp+
micro+
- 01-00
micro23
01-00
3rsquo )$
5rsquo )$ 3rsquo )$
5rsquo )$
4amp
50)$
micro+ 6)$7+$6
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 2047
$ampmicro( micromicro)+ micro-micro(0
micro$amp ()$ +$hellip-((
micro$ micro01amp 123+1
45$6 Morse
789$
DNA
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 2147
$ amp()amp +$-$ 0 +12amp3amp($0 4 2 56$52 micro40 +7$820
$amp $amp ( $amp C
amp)+
amp- DNAmicro0123 )4212amp5
)26074 )26074 B )26074 C
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 2247
$amp( )+ +amp-)(+
)amp 0+(amp )$1
2-345(+$1 )amp +6578amp
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 2347
$ amp($ DNA)$ micro+(
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 2447
$amp S
$amp Srsquo
$amp-(micro)+ S
$amp ($amp Srsquo
$amp ($amp S
($amp-(micro)+ Srsquo
)-(0 (laquo1)2-(0raquo) 310 () DNA
To DNA $ ampmicro(amp) (+ - amp
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 2547
$amp (laquo($ampraquo) )$amp +$ DNA
-0123
-0123
-0123
456($+7 )$+7 +$87 DNA
H $amp( ) DNA
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 2647
H $amp () +) -+) (0 DNA
12 micro 32(45 $(643)
$amp ($)amp+
-0(1 DNA
-)2(1)3 $ -)4+ 5)
micro $ 61+7) laquo(amp$+amp)0(raquo
4amp0$8(9(
micro1(0(1 DNA micro
5$1)micro ) lt(7 DNA
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 2747
$amp()amp+ ()micro+-)micro 0$1 23(451
micro$amp262 7(1 289$$1 amp$962-$1 $amp221
7+ 70070lt1 4$=(8$1 23(451
$amp( )$+amp(
-$0)1 $( 2345(
2345( )$+(
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 2847
5rsquo $ $amp ()$amp
3rsquo $ $amp ()$amp
5rsquo $ $amp ()$amp
3rsquo $ $amp ()$amp
()$
+micro-+$ )+$amp)012micro+)$ ()$
3amp$454$06 $78
+0+96micro+)$ 0454$06 +$7amp0$)$amp+$0$
$amp () DNA
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 2947
laquo$ampraquo ()amp DNA
amp+-0 01 amp2001 01 345)1 6$71
8-(micro8 amp)98
$amp()( (+ amp$-+ (
DNA 0 micro 123$ (45678
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 3047
$amp() )(+)
amp (-+
(amp$+) 5rsquo3rsquo
01amp() )(+)
amp (-+
(amp$+) 3rsquo5rsquo
23 5rsquo 4563 738 796429lt
=29gt gt9 gt38532ABlt3
973micro9568gtCA
micro Blt36CD2lt5E B64FG
23 3rsquo 4563 738
796429lt =29gt
gt9 gt38532ABlt3
973micro9568gtCA
micro Blt36CD2lt5E
B64FG
ltF6H=microgt3FDF2=
26ltIDFI36lt5=
B3J86ltK3gt38532ABlt3
L0$amp()
L0)
) +ampL0) L+ 0M0
L) L+ + L+amp +
Lamp (++ L
N)-) +01
) L) + L
N)-) +01 0M
amp)+ +01 1 amp+ -0
$amp()( (+
()( micro- )01-
DNA micro$ 2$3+)(
5rsquo3rsquo
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 3147
$amp () RNA +amp-
0 amp 1+micro2amp
RNA +amp-3
micro45( $)1ampmicro() 67()
amp DNA(6)micro12amp 1859+ amp $amp 03 () 62micro(3
Okazaki (0+( 6(3)1($(3 ()6(5+ (
RNA +amp-
amp DNA(6)micro12amp (6(6amp17+ amp
$amp () 62micro(3 DNA
( 6+03 RNA+amp-3
65lt+ + +$5+
0 DNA
)=amp () ()
62micro(3 DNA micro ( +microamp)micro(
$)1ampmicro( 67( micro amp
12amp amp3 6+42amp3 ()DNA
H $amp ()micro+
DNA +- )$+ampmicro0-
(1-
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 3247
$amp() + -$+) micro -012 )amp3$45
micro$amp (ampamp()micro+amp) -+amp)
+amp)+012micro+amp3 -+amp3
amp01+4+
50$6(3
DNA amp)micro(78 7+4 amp+
(ampamp()micro+amp -+amp 99lt=gtlt
ABC
ADE=FltGgtlt
ABC
(06 20 DNA
078 amp) DNA
(0micro78
(4H+8 amp)
)+I20 micro
microamp+ampJ3 -+amp)3
RNA 0+863
+2amp micro6micro Okazaki
micro$amp 1)(8micro2+amp)
-+amp)
DNA amp)micro(78 7+4 amp+
1)(8micro2+amp -+amp
(micro03 ampamp8(-+0 8 J+18 +3 micro6microamp3 Okazaki)
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 3347
$amp()micro micro)+ )-+ )012+
micro$amp (ampamp()micro+amp) -+amp)
+amp)+012micro+amp3 -+amp3
DNA amp)micro(45 4+6
amp+ (ampamp()micro+amp -+amp (07 20 DNA
(0micro45
(68+5 amp)
)+920 micro
microamp+amp3 -+amp)3
RNA 0+573
micro7micro Okazaki
045 amp) DNA
micro$amp 1)(5micro2+amp) -+amp)
+amp)+012micro+amp3 -+amp3
DNA amp)micro(45 4+6 amp+ 1)(5micro2+amp -+amp
(micro03 ampamp5(-+0 5 +15 +3 micro7microamp3 Okazaki)
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 3447
Ε Ι Σ Α Γ Ω Γ Η Σ Τ Ι Σ Σ Υ Γ Χ Ρ Ο Ν Ε Σ Β Ι Ο Λ Ο Γ Ι Κ Ε Σ
Ε Π Ι Σ Τ Η Μ Ε Σ ΕΠΙΔΙΟΡΘΩΣΗ ΤΟΥ DN A
(05 ΟΚΤΩΒΡΙΟΥ 2007)
Στις προηγούμενες διαλέξεις είδαμε ότι η αντιγραφή διαθέτει τις κατάλληλες ασφαλιστικές δικλίδες
για την αποφυγή εισαγωγής λαθών μέσα στο DNA Ωστόσο ακόμα και με όλες αυτές τις προφυλά‐
ξεις από τη μεριά του κύτταρου είναι δυνατόν να συμβούν λάθη όπως για παράδειγμα η τοποθέ‐
τηση λάθος βάσης απέναντι σε μία άλλη (πχ G απέναντι από A) Τέτοια λάθη είναι εξαιρετικά σπά‐
νια (1 λάθος ανά 107 αντιγραφόμενα νουκλεοτίδια) και συνήθως δεν προκαλούν σοβαρά προβλήμα‐
τα στα κύτταρα (για λόγους που θα δούμε όταν μελετήσουμε τη μεταγραφή και τη μετάφραση του
γεν υλικού) Όμως υπάρχει πάντα η πιθανότητα μια μετάλλαξη (μόνιμη αλλαγή) του DNA όσο α‐
πλή και αν είναι να προκαλέσει σοβαρά προβλήματα στην επιβίωση ενός οργανισμού Ένα τέτοιο
πολύ κοινό παράδειγμα είναι η μετάλλαξη που προκαλεί τη δρεπανοκυτταρική αναιμία Πρόκειται
για τη μεταβολή ενός μόνου νουκλεοτιδίου από αδενίνη σε θυμίνη στο γονίδιο της β‐σφαιρίνης που
προκαλεί την παραγωγή ελαττωματικής πρωτεΐνης Αν ένα άτομο έχει κληρονομήσει 2 τέτοια μεταλ‐
λαγμένα γονίδια (ένα από κάθε γονέα) τότε όλη η αιμοσφαιρίνη του αίματος του είναι δυσλειτουρ‐
γική με αποτέλεσμα τον θάνατο Στην περίπτωση που έχει μόνο το ένα από τα δύο γονίδια μεταλ‐
λαγμένο τότε το άτομο αυτό έστω και με κάποια προβλήματα θα μπορέσει να έχει μια φυσιολογική
ζωή
Μια άλλη ασθένεια στην οποία διαδραματίζουν καθοριστικό ρόλο οι μεταλλάξεις είναι ο καρκίνος
Κατά τη διάρκεια της ζωής ενός ανθρώπου δημιουργούνται και συσσωρεύονται μεταλλάξεις στα
σωματικά κύτταρα του ανθρώπου και μπορεί να τύχει κάποιες από αυτές τις μεταλλάξεις να είναι σεγονίδια του κυτταρικού κύκλου Όσο μεγαλύτερο είναι ένα άτομο σε ηλικία τόσες μεγαλύτερες είναι
οι πιθανότητες να έχει συσσωρεύσει μια σειρά από μεταλλάξεις στα σωματικά του κύτταρα που θα
του προκαλέσουν καρκίνο Μάλιστα διάφορες έρευνες δείχνουν ότι οι πιθανότητες να εμφανίσει
κάποιος καρκίνο αυξάνουν εκθετικά με την ηλικία
Τελικά αυτό που συμβαίνει είναι ότι παρόλο που τα λάθη στην αντιγραφή του DNA είναι εξαιρετικά
σπάνια ο αριθμός των αντιγραφών που γίνονται σε ένα πολύπλοκο ευκαρυωτικό οργανισμό είναι
τόσος μεγάλος που αναπόφευκτα θα συσσωρευτεί ένας μεγάλος αριθμός από μεταλλάξεις στα σω‐
ματικά κύτταρα Για το λόγο αυτό όλα τα κύτταρα έχουν αποκτήσει ένα περίτεχνο σύνολο μηχανι‐
σμών μέσω των οποίων ελαττώνουν (περίπου κατά 100 φορές) τον αριθμό των μεταλλάξεων που
συμβαίνουν στο DNA τους Όλοι οι διαφορετικοί μηχανισμοί που έχουν ως σκοπό την απαλοιφή των
λαθών που γίνονται κατά την αντιγραφή περιγράφονται συλλογικά με τον όρο μηχανισμοί επιδιόρ‐θωσης του DNA
Ο βασικότερος μηχανισμός απαλοιφής λαθών ονομάζεται σύστημα επιδιόρθωσης των αταίριαστων
βάσεων του DNA και όπως φανερώνει το όνομά του η λειτουργία του είναι να αναγνωρίζει και να
διορθώνει τα αταίριαστα νουκλεοτίδια στον καινούργιο κλώνο του DNA Η διαδικασία της αναγνώ‐
ρισης του σωστού κλώνου είναι ίσως η πιο δύσκολη και σίγουρα η σημαντικότερη για τη σωστή επι‐
διόρθωση Αν το γονεϊκό κύτταρο δεν επιδιορθώσει τον μεταλλαγμένο κλώνο τότε το θυγατρικό κύτ‐
ταρο θα περιέχει μια μετάλλαξη ενώ το γονεϊκό καμία αν όμως το κύτταρο επιδιορθώσει τον λάθος
κλώνο (δηλ τον κλώνο εκμαγείο) τότε το αποτέλεσμα θα είναι να υπάρχει η μετάλλαξη και στους
δύο κλώνους και συνεπώς και σε όλα τα κύτταρα που θα δημιουργηθούν στο εξής Επομένως η επι‐
διόρθωση του λάθος κλώνου επιφέρει χειρότερα αποτελέσματα από ότι το ίδιο το λάθος εξαρχής Αν
και δεν είναι ακόμα γνωστός ο τρόπος με τον οποίο το σύστημα επιδιόρθωσης των αταίριαστων ζευ‐
γών αναγνωρίζει το νεοσυντιθέμενο κλώνο φαίνεται ότι οι νεοσυντιθέμενοι κλώνοι (τόσο ο προπο‐
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 3547
ρευόμενος όσο και ο καθυστερημένος) υφίσταται εγκοπές που καθοδηγούν το μηχανισμό στην ανα‐
γνώρισή τους
Όσον αφορά τη ίδια τη διαδικασία της επιδιόρθωσης αυτή πραγματοποιείται σε τρία βασικά στάδια
Κατά το πρώτο στάδιο κόβεται και αφαιρείται η λάθος βάση από το νεοσυντιθέμενο κλώνο με τη
βοήθεια μιας νουκλεάσης Στο 2ο στάδιο μια DNA πολυμεράση αναλαμβάνει να καλύψει το κενό που
δημιουργήθηκε χρησιμοποιώντας ως εκμαγείο τον σωστό κλώνο ενώ τη δουλειά τελειώνει στο 3ο
στάδιο μια DNA λιγάση που συνενώνει το κενό στο σκελετό του σακχαρο ‐φωσφορικού σκελετού του
νεοσυντιθέμενου κλώνου Είναι φανερό ότι η διαδικασία της επιδιόρθωσης μοιράζεται πολλούς μη‐
χανισμούς και ένζυμα με την αντιγραφή με τον τρόπο αυτό το κύτταρο χρησιμοποιεί ένζυμα τα ο‐
ποία είναι εξελιγμένα να συνθέτουν DNA με μεγάλη ακρίβεια ενώ συγχρόνως κάνει και οικονομία
πρώτων υλών
Βέβαια δεν οφείλονται όλα τα λάθη του DNA στο λάθος ταίριασμα βάσεων κατά την αντιγραφή Α‐
κόμα και όταν το DNA δεν αντιγράφεται υφίσταται συνεχώς βλάβες όπως και κάθε άλλο μόριο ενός
οργανισμού Οι βλάβες αυτές οφείλονται σε εξωγενής παράγοντες όπως για παράδειγμα η υψηλή
θερμοκρασία η υπεριώδης ακτινοβολία η ραδιενέργεια η έλλειψη πρώτων υλών (αβιταμίνωση)
κλπ Για παράδειγμα μια πολύ κοινή βλάβη που προκαλείται από την υπεριώδη ακτινοβολία είναι η
μετατροπή δύο γειτονικών βάσεων θυμίνης σε ένα διμερές θυμίνης Τέτοιες αλλαγές προκαλούν τη
μετατόπιση του πλαισίου ανάγνωσης του DNA που με τη σειρά του οδηγεί σε σοβαρά λάθη στις πα‐
ραγόμενες πρωτεΐνες Οι μηχανισμοί που χρησιμοποιούνται για την επιδιόρθωση τέτοιων λαθών
είναι διαφορετικοί από αυτόν που περιγράφθηκε μοιράζονται όμως πολλές διαδικασίες και ένζυμα
καθώς και τη βασική αρχή ότι χρησιμοποιείται ως εκμαγείο ο κλώνος που δεν έχει υποστεί λάθος
Από τα παραπάνω είναι φανερό ότι αν δεν υπήρχαν οι μηχανισμοί επιδιόρθωσης του DNA μια και
μόνο μέρα θα ήταν αρκετή για να συγκεντρώσουμε τόσες μεταλλάξεις στα κύτταρα μας που θα οδη‐
γούμασταν άμεσα στο θάνατο μας Είναι λογικό λοιπόν να υποθέσουμε ότι η φύση εξέλιξε αυτούς
τους μηχανισμούς πολύ νωρίς κατά την ανάπτυξη της ζωής και για το λόγο αυτό απαντώνται σχεδόν
απαράλλακτοι σε όλους τους οργανισμούς
ΠΕΡΙΣΣΟΤΕΡΗ ΑΝ ΑΓ ΝΩ ΣΗ
Κεφ 6 laquoDNAraquo από Alberts B Bray D Johnson A Lewis J Raff M Roberts K et al (2000) Βασι‐
κές Αρχές Κυτταρικής Βιολογίας Εισαγωγή στη Μοριακή Βιολογία του Κυττάρου (Χ Ζιούδρου Με‐
ταφ) Αθήνα Ιατρικές Εκδόσεις ΠΧ Πασχαλίδη
ΠΡΟΑΙΡΕΤΙΚΗ ΑΝΑΓΝΩΣΗ (ΣΤΑ ΑΓΓΛΙΚΑ)
Θέμα Πηγή
Δρεπανοκυτταρική αναιμία httpenwikipediaorgwikiSickle_cell_anemia
Επιδιόρθωση του DNA httpenwikipediaorgwikiDNA_repair
Μετάλλαξη httpenwikipediaorgwikiMutation
Σύστημα επιδιόρθωσης των αταί‐
ριαστων βάσεων του DNAhttpenwikipediaorgwikiMismatch_repair
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 3647
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 3747
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 3847
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 3947
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 4047
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 4147
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 4247
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 4347
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 4447
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 4547
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 4647
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 4747
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 1247
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 1347
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 1447
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 1547
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 1647
$microamp( )+- amp amp DNA 0 amp 10amp 23
($) amp$()$ +amp-0$ ($amp 1micro$amp
234565 7825995
(amplt)) micro= amp$()$ micro-ampamp(microgt$ +amp-0$
-ampA B--ampamp -$1 C-gtD$1E R ampamp-BCC$-amp0 amp$1Camp -
F 1--A -$1 C-gtD$1E S($1 gtD$1 ampamp- micro gtmicroampC=)
- )E 1$1--A0$1 D1Cmicroamp-$E 1--A -$1 C-gtD$1E S
7825G47526G7HG
-amp B--ampamp -$1 C-gt$1E Rmicro-ampCD=microamp-$-amp0 C B--ampamp
C-gtD$1E S $0 amp)($$0 - $$ amp0 amp$()$0 amp0
$amp$B 1micro$amp C-gtD$E S
C-gtD$E R
C-gtD$E S
G37I8J5G75 7)0amp 0ampA amp
micro-ampKgt$1 =$$micro0gtE =$K$E
0gtD$-amp0 C-amp B--ampamp -$1 C-gtD$1E S
G37I8J5G75 2$ micro)0$ $1
micro-ampKgt0 -0E =$$micro0gtE
=$K$E amp0 -$ DNA
B--ampamp -$1 C-gtD$1E S
ampCmicroamp-$$=C= -$1 1$1--A0$1
D1Cmicroamp-$E
C amp-=($E micro$
RNA -LE DNA 0lt0amp 1ltamp-AampE
gt(D$E - micro$ (0amp micro-ampCD=microamp-0Cmicro) - 1--A -$1 C-gtD$1E
C-gtD$E C-gtD$E C-gtD$E C-gtD$E C-gtD$E R R S R R
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 1747
micro$ amp () DNA+-$ micro0
$10-
2)$amp3(
$amp+2 DNA
43567 83+2 9)
)22(0 micro3(05 ()lt
micro3 3micro5lt )-6=2) ($=$$23lt 6-0micromicrolt
$amp+2 DNA 9amp amp$0 DNA
0$10-+-$=lt
$3amp3(=lt
DNA $
ampmicro () +
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 1847
micro$
amp($$
)+$
(micro-
+0-$+
0+amp$$
amp)1amp+232+4)- )(5(-
$amp ()
+micro-)micro(012
34+$) +( 50-6
701 (8 DNA
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 1947
$amp () + DNA
$amp()amp+
micro+
- 01-00
micro23
01-00
3rsquo )$
5rsquo )$ 3rsquo )$
5rsquo )$
4amp
50)$
micro+ 6)$7+$6
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 2047
$ampmicro( micromicro)+ micro-micro(0
micro$amp ()$ +$hellip-((
micro$ micro01amp 123+1
45$6 Morse
789$
DNA
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 2147
$ amp()amp +$-$ 0 +12amp3amp($0 4 2 56$52 micro40 +7$820
$amp $amp ( $amp C
amp)+
amp- DNAmicro0123 )4212amp5
)26074 )26074 B )26074 C
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 2247
$amp( )+ +amp-)(+
)amp 0+(amp )$1
2-345(+$1 )amp +6578amp
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 2347
$ amp($ DNA)$ micro+(
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 2447
$amp S
$amp Srsquo
$amp-(micro)+ S
$amp ($amp Srsquo
$amp ($amp S
($amp-(micro)+ Srsquo
)-(0 (laquo1)2-(0raquo) 310 () DNA
To DNA $ ampmicro(amp) (+ - amp
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 2547
$amp (laquo($ampraquo) )$amp +$ DNA
-0123
-0123
-0123
456($+7 )$+7 +$87 DNA
H $amp( ) DNA
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 2647
H $amp () +) -+) (0 DNA
12 micro 32(45 $(643)
$amp ($)amp+
-0(1 DNA
-)2(1)3 $ -)4+ 5)
micro $ 61+7) laquo(amp$+amp)0(raquo
4amp0$8(9(
micro1(0(1 DNA micro
5$1)micro ) lt(7 DNA
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 2747
$amp()amp+ ()micro+-)micro 0$1 23(451
micro$amp262 7(1 289$$1 amp$962-$1 $amp221
7+ 70070lt1 4$=(8$1 23(451
$amp( )$+amp(
-$0)1 $( 2345(
2345( )$+(
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 2847
5rsquo $ $amp ()$amp
3rsquo $ $amp ()$amp
5rsquo $ $amp ()$amp
3rsquo $ $amp ()$amp
()$
+micro-+$ )+$amp)012micro+)$ ()$
3amp$454$06 $78
+0+96micro+)$ 0454$06 +$7amp0$)$amp+$0$
$amp () DNA
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 2947
laquo$ampraquo ()amp DNA
amp+-0 01 amp2001 01 345)1 6$71
8-(micro8 amp)98
$amp()( (+ amp$-+ (
DNA 0 micro 123$ (45678
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 3047
$amp() )(+)
amp (-+
(amp$+) 5rsquo3rsquo
01amp() )(+)
amp (-+
(amp$+) 3rsquo5rsquo
23 5rsquo 4563 738 796429lt
=29gt gt9 gt38532ABlt3
973micro9568gtCA
micro Blt36CD2lt5E B64FG
23 3rsquo 4563 738
796429lt =29gt
gt9 gt38532ABlt3
973micro9568gtCA
micro Blt36CD2lt5E
B64FG
ltF6H=microgt3FDF2=
26ltIDFI36lt5=
B3J86ltK3gt38532ABlt3
L0$amp()
L0)
) +ampL0) L+ 0M0
L) L+ + L+amp +
Lamp (++ L
N)-) +01
) L) + L
N)-) +01 0M
amp)+ +01 1 amp+ -0
$amp()( (+
()( micro- )01-
DNA micro$ 2$3+)(
5rsquo3rsquo
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 3147
$amp () RNA +amp-
0 amp 1+micro2amp
RNA +amp-3
micro45( $)1ampmicro() 67()
amp DNA(6)micro12amp 1859+ amp $amp 03 () 62micro(3
Okazaki (0+( 6(3)1($(3 ()6(5+ (
RNA +amp-
amp DNA(6)micro12amp (6(6amp17+ amp
$amp () 62micro(3 DNA
( 6+03 RNA+amp-3
65lt+ + +$5+
0 DNA
)=amp () ()
62micro(3 DNA micro ( +microamp)micro(
$)1ampmicro( 67( micro amp
12amp amp3 6+42amp3 ()DNA
H $amp ()micro+
DNA +- )$+ampmicro0-
(1-
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 3247
$amp() + -$+) micro -012 )amp3$45
micro$amp (ampamp()micro+amp) -+amp)
+amp)+012micro+amp3 -+amp3
amp01+4+
50$6(3
DNA amp)micro(78 7+4 amp+
(ampamp()micro+amp -+amp 99lt=gtlt
ABC
ADE=FltGgtlt
ABC
(06 20 DNA
078 amp) DNA
(0micro78
(4H+8 amp)
)+I20 micro
microamp+ampJ3 -+amp)3
RNA 0+863
+2amp micro6micro Okazaki
micro$amp 1)(8micro2+amp)
-+amp)
DNA amp)micro(78 7+4 amp+
1)(8micro2+amp -+amp
(micro03 ampamp8(-+0 8 J+18 +3 micro6microamp3 Okazaki)
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 3347
$amp()micro micro)+ )-+ )012+
micro$amp (ampamp()micro+amp) -+amp)
+amp)+012micro+amp3 -+amp3
DNA amp)micro(45 4+6
amp+ (ampamp()micro+amp -+amp (07 20 DNA
(0micro45
(68+5 amp)
)+920 micro
microamp+amp3 -+amp)3
RNA 0+573
micro7micro Okazaki
045 amp) DNA
micro$amp 1)(5micro2+amp) -+amp)
+amp)+012micro+amp3 -+amp3
DNA amp)micro(45 4+6 amp+ 1)(5micro2+amp -+amp
(micro03 ampamp5(-+0 5 +15 +3 micro7microamp3 Okazaki)
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 3447
Ε Ι Σ Α Γ Ω Γ Η Σ Τ Ι Σ Σ Υ Γ Χ Ρ Ο Ν Ε Σ Β Ι Ο Λ Ο Γ Ι Κ Ε Σ
Ε Π Ι Σ Τ Η Μ Ε Σ ΕΠΙΔΙΟΡΘΩΣΗ ΤΟΥ DN A
(05 ΟΚΤΩΒΡΙΟΥ 2007)
Στις προηγούμενες διαλέξεις είδαμε ότι η αντιγραφή διαθέτει τις κατάλληλες ασφαλιστικές δικλίδες
για την αποφυγή εισαγωγής λαθών μέσα στο DNA Ωστόσο ακόμα και με όλες αυτές τις προφυλά‐
ξεις από τη μεριά του κύτταρου είναι δυνατόν να συμβούν λάθη όπως για παράδειγμα η τοποθέ‐
τηση λάθος βάσης απέναντι σε μία άλλη (πχ G απέναντι από A) Τέτοια λάθη είναι εξαιρετικά σπά‐
νια (1 λάθος ανά 107 αντιγραφόμενα νουκλεοτίδια) και συνήθως δεν προκαλούν σοβαρά προβλήμα‐
τα στα κύτταρα (για λόγους που θα δούμε όταν μελετήσουμε τη μεταγραφή και τη μετάφραση του
γεν υλικού) Όμως υπάρχει πάντα η πιθανότητα μια μετάλλαξη (μόνιμη αλλαγή) του DNA όσο α‐
πλή και αν είναι να προκαλέσει σοβαρά προβλήματα στην επιβίωση ενός οργανισμού Ένα τέτοιο
πολύ κοινό παράδειγμα είναι η μετάλλαξη που προκαλεί τη δρεπανοκυτταρική αναιμία Πρόκειται
για τη μεταβολή ενός μόνου νουκλεοτιδίου από αδενίνη σε θυμίνη στο γονίδιο της β‐σφαιρίνης που
προκαλεί την παραγωγή ελαττωματικής πρωτεΐνης Αν ένα άτομο έχει κληρονομήσει 2 τέτοια μεταλ‐
λαγμένα γονίδια (ένα από κάθε γονέα) τότε όλη η αιμοσφαιρίνη του αίματος του είναι δυσλειτουρ‐
γική με αποτέλεσμα τον θάνατο Στην περίπτωση που έχει μόνο το ένα από τα δύο γονίδια μεταλ‐
λαγμένο τότε το άτομο αυτό έστω και με κάποια προβλήματα θα μπορέσει να έχει μια φυσιολογική
ζωή
Μια άλλη ασθένεια στην οποία διαδραματίζουν καθοριστικό ρόλο οι μεταλλάξεις είναι ο καρκίνος
Κατά τη διάρκεια της ζωής ενός ανθρώπου δημιουργούνται και συσσωρεύονται μεταλλάξεις στα
σωματικά κύτταρα του ανθρώπου και μπορεί να τύχει κάποιες από αυτές τις μεταλλάξεις να είναι σεγονίδια του κυτταρικού κύκλου Όσο μεγαλύτερο είναι ένα άτομο σε ηλικία τόσες μεγαλύτερες είναι
οι πιθανότητες να έχει συσσωρεύσει μια σειρά από μεταλλάξεις στα σωματικά του κύτταρα που θα
του προκαλέσουν καρκίνο Μάλιστα διάφορες έρευνες δείχνουν ότι οι πιθανότητες να εμφανίσει
κάποιος καρκίνο αυξάνουν εκθετικά με την ηλικία
Τελικά αυτό που συμβαίνει είναι ότι παρόλο που τα λάθη στην αντιγραφή του DNA είναι εξαιρετικά
σπάνια ο αριθμός των αντιγραφών που γίνονται σε ένα πολύπλοκο ευκαρυωτικό οργανισμό είναι
τόσος μεγάλος που αναπόφευκτα θα συσσωρευτεί ένας μεγάλος αριθμός από μεταλλάξεις στα σω‐
ματικά κύτταρα Για το λόγο αυτό όλα τα κύτταρα έχουν αποκτήσει ένα περίτεχνο σύνολο μηχανι‐
σμών μέσω των οποίων ελαττώνουν (περίπου κατά 100 φορές) τον αριθμό των μεταλλάξεων που
συμβαίνουν στο DNA τους Όλοι οι διαφορετικοί μηχανισμοί που έχουν ως σκοπό την απαλοιφή των
λαθών που γίνονται κατά την αντιγραφή περιγράφονται συλλογικά με τον όρο μηχανισμοί επιδιόρ‐θωσης του DNA
Ο βασικότερος μηχανισμός απαλοιφής λαθών ονομάζεται σύστημα επιδιόρθωσης των αταίριαστων
βάσεων του DNA και όπως φανερώνει το όνομά του η λειτουργία του είναι να αναγνωρίζει και να
διορθώνει τα αταίριαστα νουκλεοτίδια στον καινούργιο κλώνο του DNA Η διαδικασία της αναγνώ‐
ρισης του σωστού κλώνου είναι ίσως η πιο δύσκολη και σίγουρα η σημαντικότερη για τη σωστή επι‐
διόρθωση Αν το γονεϊκό κύτταρο δεν επιδιορθώσει τον μεταλλαγμένο κλώνο τότε το θυγατρικό κύτ‐
ταρο θα περιέχει μια μετάλλαξη ενώ το γονεϊκό καμία αν όμως το κύτταρο επιδιορθώσει τον λάθος
κλώνο (δηλ τον κλώνο εκμαγείο) τότε το αποτέλεσμα θα είναι να υπάρχει η μετάλλαξη και στους
δύο κλώνους και συνεπώς και σε όλα τα κύτταρα που θα δημιουργηθούν στο εξής Επομένως η επι‐
διόρθωση του λάθος κλώνου επιφέρει χειρότερα αποτελέσματα από ότι το ίδιο το λάθος εξαρχής Αν
και δεν είναι ακόμα γνωστός ο τρόπος με τον οποίο το σύστημα επιδιόρθωσης των αταίριαστων ζευ‐
γών αναγνωρίζει το νεοσυντιθέμενο κλώνο φαίνεται ότι οι νεοσυντιθέμενοι κλώνοι (τόσο ο προπο‐
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 3547
ρευόμενος όσο και ο καθυστερημένος) υφίσταται εγκοπές που καθοδηγούν το μηχανισμό στην ανα‐
γνώρισή τους
Όσον αφορά τη ίδια τη διαδικασία της επιδιόρθωσης αυτή πραγματοποιείται σε τρία βασικά στάδια
Κατά το πρώτο στάδιο κόβεται και αφαιρείται η λάθος βάση από το νεοσυντιθέμενο κλώνο με τη
βοήθεια μιας νουκλεάσης Στο 2ο στάδιο μια DNA πολυμεράση αναλαμβάνει να καλύψει το κενό που
δημιουργήθηκε χρησιμοποιώντας ως εκμαγείο τον σωστό κλώνο ενώ τη δουλειά τελειώνει στο 3ο
στάδιο μια DNA λιγάση που συνενώνει το κενό στο σκελετό του σακχαρο ‐φωσφορικού σκελετού του
νεοσυντιθέμενου κλώνου Είναι φανερό ότι η διαδικασία της επιδιόρθωσης μοιράζεται πολλούς μη‐
χανισμούς και ένζυμα με την αντιγραφή με τον τρόπο αυτό το κύτταρο χρησιμοποιεί ένζυμα τα ο‐
ποία είναι εξελιγμένα να συνθέτουν DNA με μεγάλη ακρίβεια ενώ συγχρόνως κάνει και οικονομία
πρώτων υλών
Βέβαια δεν οφείλονται όλα τα λάθη του DNA στο λάθος ταίριασμα βάσεων κατά την αντιγραφή Α‐
κόμα και όταν το DNA δεν αντιγράφεται υφίσταται συνεχώς βλάβες όπως και κάθε άλλο μόριο ενός
οργανισμού Οι βλάβες αυτές οφείλονται σε εξωγενής παράγοντες όπως για παράδειγμα η υψηλή
θερμοκρασία η υπεριώδης ακτινοβολία η ραδιενέργεια η έλλειψη πρώτων υλών (αβιταμίνωση)
κλπ Για παράδειγμα μια πολύ κοινή βλάβη που προκαλείται από την υπεριώδη ακτινοβολία είναι η
μετατροπή δύο γειτονικών βάσεων θυμίνης σε ένα διμερές θυμίνης Τέτοιες αλλαγές προκαλούν τη
μετατόπιση του πλαισίου ανάγνωσης του DNA που με τη σειρά του οδηγεί σε σοβαρά λάθη στις πα‐
ραγόμενες πρωτεΐνες Οι μηχανισμοί που χρησιμοποιούνται για την επιδιόρθωση τέτοιων λαθών
είναι διαφορετικοί από αυτόν που περιγράφθηκε μοιράζονται όμως πολλές διαδικασίες και ένζυμα
καθώς και τη βασική αρχή ότι χρησιμοποιείται ως εκμαγείο ο κλώνος που δεν έχει υποστεί λάθος
Από τα παραπάνω είναι φανερό ότι αν δεν υπήρχαν οι μηχανισμοί επιδιόρθωσης του DNA μια και
μόνο μέρα θα ήταν αρκετή για να συγκεντρώσουμε τόσες μεταλλάξεις στα κύτταρα μας που θα οδη‐
γούμασταν άμεσα στο θάνατο μας Είναι λογικό λοιπόν να υποθέσουμε ότι η φύση εξέλιξε αυτούς
τους μηχανισμούς πολύ νωρίς κατά την ανάπτυξη της ζωής και για το λόγο αυτό απαντώνται σχεδόν
απαράλλακτοι σε όλους τους οργανισμούς
ΠΕΡΙΣΣΟΤΕΡΗ ΑΝ ΑΓ ΝΩ ΣΗ
Κεφ 6 laquoDNAraquo από Alberts B Bray D Johnson A Lewis J Raff M Roberts K et al (2000) Βασι‐
κές Αρχές Κυτταρικής Βιολογίας Εισαγωγή στη Μοριακή Βιολογία του Κυττάρου (Χ Ζιούδρου Με‐
ταφ) Αθήνα Ιατρικές Εκδόσεις ΠΧ Πασχαλίδη
ΠΡΟΑΙΡΕΤΙΚΗ ΑΝΑΓΝΩΣΗ (ΣΤΑ ΑΓΓΛΙΚΑ)
Θέμα Πηγή
Δρεπανοκυτταρική αναιμία httpenwikipediaorgwikiSickle_cell_anemia
Επιδιόρθωση του DNA httpenwikipediaorgwikiDNA_repair
Μετάλλαξη httpenwikipediaorgwikiMutation
Σύστημα επιδιόρθωσης των αταί‐
ριαστων βάσεων του DNAhttpenwikipediaorgwikiMismatch_repair
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 3647
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 3747
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 3847
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 3947
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 4047
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 4147
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 4247
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 4347
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 4447
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 4547
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 4647
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 4747
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 1347
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 1447
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 1547
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 1647
$microamp( )+- amp amp DNA 0 amp 10amp 23
($) amp$()$ +amp-0$ ($amp 1micro$amp
234565 7825995
(amplt)) micro= amp$()$ micro-ampamp(microgt$ +amp-0$
-ampA B--ampamp -$1 C-gtD$1E R ampamp-BCC$-amp0 amp$1Camp -
F 1--A -$1 C-gtD$1E S($1 gtD$1 ampamp- micro gtmicroampC=)
- )E 1$1--A0$1 D1Cmicroamp-$E 1--A -$1 C-gtD$1E S
7825G47526G7HG
-amp B--ampamp -$1 C-gt$1E Rmicro-ampCD=microamp-$-amp0 C B--ampamp
C-gtD$1E S $0 amp)($$0 - $$ amp0 amp$()$0 amp0
$amp$B 1micro$amp C-gtD$E S
C-gtD$E R
C-gtD$E S
G37I8J5G75 7)0amp 0ampA amp
micro-ampKgt$1 =$$micro0gtE =$K$E
0gtD$-amp0 C-amp B--ampamp -$1 C-gtD$1E S
G37I8J5G75 2$ micro)0$ $1
micro-ampKgt0 -0E =$$micro0gtE
=$K$E amp0 -$ DNA
B--ampamp -$1 C-gtD$1E S
ampCmicroamp-$$=C= -$1 1$1--A0$1
D1Cmicroamp-$E
C amp-=($E micro$
RNA -LE DNA 0lt0amp 1ltamp-AampE
gt(D$E - micro$ (0amp micro-ampCD=microamp-0Cmicro) - 1--A -$1 C-gtD$1E
C-gtD$E C-gtD$E C-gtD$E C-gtD$E C-gtD$E R R S R R
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 1747
micro$ amp () DNA+-$ micro0
$10-
2)$amp3(
$amp+2 DNA
43567 83+2 9)
)22(0 micro3(05 ()lt
micro3 3micro5lt )-6=2) ($=$$23lt 6-0micromicrolt
$amp+2 DNA 9amp amp$0 DNA
0$10-+-$=lt
$3amp3(=lt
DNA $
ampmicro () +
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 1847
micro$
amp($$
)+$
(micro-
+0-$+
0+amp$$
amp)1amp+232+4)- )(5(-
$amp ()
+micro-)micro(012
34+$) +( 50-6
701 (8 DNA
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 1947
$amp () + DNA
$amp()amp+
micro+
- 01-00
micro23
01-00
3rsquo )$
5rsquo )$ 3rsquo )$
5rsquo )$
4amp
50)$
micro+ 6)$7+$6
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 2047
$ampmicro( micromicro)+ micro-micro(0
micro$amp ()$ +$hellip-((
micro$ micro01amp 123+1
45$6 Morse
789$
DNA
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 2147
$ amp()amp +$-$ 0 +12amp3amp($0 4 2 56$52 micro40 +7$820
$amp $amp ( $amp C
amp)+
amp- DNAmicro0123 )4212amp5
)26074 )26074 B )26074 C
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 2247
$amp( )+ +amp-)(+
)amp 0+(amp )$1
2-345(+$1 )amp +6578amp
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 2347
$ amp($ DNA)$ micro+(
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 2447
$amp S
$amp Srsquo
$amp-(micro)+ S
$amp ($amp Srsquo
$amp ($amp S
($amp-(micro)+ Srsquo
)-(0 (laquo1)2-(0raquo) 310 () DNA
To DNA $ ampmicro(amp) (+ - amp
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 2547
$amp (laquo($ampraquo) )$amp +$ DNA
-0123
-0123
-0123
456($+7 )$+7 +$87 DNA
H $amp( ) DNA
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 2647
H $amp () +) -+) (0 DNA
12 micro 32(45 $(643)
$amp ($)amp+
-0(1 DNA
-)2(1)3 $ -)4+ 5)
micro $ 61+7) laquo(amp$+amp)0(raquo
4amp0$8(9(
micro1(0(1 DNA micro
5$1)micro ) lt(7 DNA
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 2747
$amp()amp+ ()micro+-)micro 0$1 23(451
micro$amp262 7(1 289$$1 amp$962-$1 $amp221
7+ 70070lt1 4$=(8$1 23(451
$amp( )$+amp(
-$0)1 $( 2345(
2345( )$+(
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 2847
5rsquo $ $amp ()$amp
3rsquo $ $amp ()$amp
5rsquo $ $amp ()$amp
3rsquo $ $amp ()$amp
()$
+micro-+$ )+$amp)012micro+)$ ()$
3amp$454$06 $78
+0+96micro+)$ 0454$06 +$7amp0$)$amp+$0$
$amp () DNA
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 2947
laquo$ampraquo ()amp DNA
amp+-0 01 amp2001 01 345)1 6$71
8-(micro8 amp)98
$amp()( (+ amp$-+ (
DNA 0 micro 123$ (45678
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 3047
$amp() )(+)
amp (-+
(amp$+) 5rsquo3rsquo
01amp() )(+)
amp (-+
(amp$+) 3rsquo5rsquo
23 5rsquo 4563 738 796429lt
=29gt gt9 gt38532ABlt3
973micro9568gtCA
micro Blt36CD2lt5E B64FG
23 3rsquo 4563 738
796429lt =29gt
gt9 gt38532ABlt3
973micro9568gtCA
micro Blt36CD2lt5E
B64FG
ltF6H=microgt3FDF2=
26ltIDFI36lt5=
B3J86ltK3gt38532ABlt3
L0$amp()
L0)
) +ampL0) L+ 0M0
L) L+ + L+amp +
Lamp (++ L
N)-) +01
) L) + L
N)-) +01 0M
amp)+ +01 1 amp+ -0
$amp()( (+
()( micro- )01-
DNA micro$ 2$3+)(
5rsquo3rsquo
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 3147
$amp () RNA +amp-
0 amp 1+micro2amp
RNA +amp-3
micro45( $)1ampmicro() 67()
amp DNA(6)micro12amp 1859+ amp $amp 03 () 62micro(3
Okazaki (0+( 6(3)1($(3 ()6(5+ (
RNA +amp-
amp DNA(6)micro12amp (6(6amp17+ amp
$amp () 62micro(3 DNA
( 6+03 RNA+amp-3
65lt+ + +$5+
0 DNA
)=amp () ()
62micro(3 DNA micro ( +microamp)micro(
$)1ampmicro( 67( micro amp
12amp amp3 6+42amp3 ()DNA
H $amp ()micro+
DNA +- )$+ampmicro0-
(1-
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 3247
$amp() + -$+) micro -012 )amp3$45
micro$amp (ampamp()micro+amp) -+amp)
+amp)+012micro+amp3 -+amp3
amp01+4+
50$6(3
DNA amp)micro(78 7+4 amp+
(ampamp()micro+amp -+amp 99lt=gtlt
ABC
ADE=FltGgtlt
ABC
(06 20 DNA
078 amp) DNA
(0micro78
(4H+8 amp)
)+I20 micro
microamp+ampJ3 -+amp)3
RNA 0+863
+2amp micro6micro Okazaki
micro$amp 1)(8micro2+amp)
-+amp)
DNA amp)micro(78 7+4 amp+
1)(8micro2+amp -+amp
(micro03 ampamp8(-+0 8 J+18 +3 micro6microamp3 Okazaki)
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 3347
$amp()micro micro)+ )-+ )012+
micro$amp (ampamp()micro+amp) -+amp)
+amp)+012micro+amp3 -+amp3
DNA amp)micro(45 4+6
amp+ (ampamp()micro+amp -+amp (07 20 DNA
(0micro45
(68+5 amp)
)+920 micro
microamp+amp3 -+amp)3
RNA 0+573
micro7micro Okazaki
045 amp) DNA
micro$amp 1)(5micro2+amp) -+amp)
+amp)+012micro+amp3 -+amp3
DNA amp)micro(45 4+6 amp+ 1)(5micro2+amp -+amp
(micro03 ampamp5(-+0 5 +15 +3 micro7microamp3 Okazaki)
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 3447
Ε Ι Σ Α Γ Ω Γ Η Σ Τ Ι Σ Σ Υ Γ Χ Ρ Ο Ν Ε Σ Β Ι Ο Λ Ο Γ Ι Κ Ε Σ
Ε Π Ι Σ Τ Η Μ Ε Σ ΕΠΙΔΙΟΡΘΩΣΗ ΤΟΥ DN A
(05 ΟΚΤΩΒΡΙΟΥ 2007)
Στις προηγούμενες διαλέξεις είδαμε ότι η αντιγραφή διαθέτει τις κατάλληλες ασφαλιστικές δικλίδες
για την αποφυγή εισαγωγής λαθών μέσα στο DNA Ωστόσο ακόμα και με όλες αυτές τις προφυλά‐
ξεις από τη μεριά του κύτταρου είναι δυνατόν να συμβούν λάθη όπως για παράδειγμα η τοποθέ‐
τηση λάθος βάσης απέναντι σε μία άλλη (πχ G απέναντι από A) Τέτοια λάθη είναι εξαιρετικά σπά‐
νια (1 λάθος ανά 107 αντιγραφόμενα νουκλεοτίδια) και συνήθως δεν προκαλούν σοβαρά προβλήμα‐
τα στα κύτταρα (για λόγους που θα δούμε όταν μελετήσουμε τη μεταγραφή και τη μετάφραση του
γεν υλικού) Όμως υπάρχει πάντα η πιθανότητα μια μετάλλαξη (μόνιμη αλλαγή) του DNA όσο α‐
πλή και αν είναι να προκαλέσει σοβαρά προβλήματα στην επιβίωση ενός οργανισμού Ένα τέτοιο
πολύ κοινό παράδειγμα είναι η μετάλλαξη που προκαλεί τη δρεπανοκυτταρική αναιμία Πρόκειται
για τη μεταβολή ενός μόνου νουκλεοτιδίου από αδενίνη σε θυμίνη στο γονίδιο της β‐σφαιρίνης που
προκαλεί την παραγωγή ελαττωματικής πρωτεΐνης Αν ένα άτομο έχει κληρονομήσει 2 τέτοια μεταλ‐
λαγμένα γονίδια (ένα από κάθε γονέα) τότε όλη η αιμοσφαιρίνη του αίματος του είναι δυσλειτουρ‐
γική με αποτέλεσμα τον θάνατο Στην περίπτωση που έχει μόνο το ένα από τα δύο γονίδια μεταλ‐
λαγμένο τότε το άτομο αυτό έστω και με κάποια προβλήματα θα μπορέσει να έχει μια φυσιολογική
ζωή
Μια άλλη ασθένεια στην οποία διαδραματίζουν καθοριστικό ρόλο οι μεταλλάξεις είναι ο καρκίνος
Κατά τη διάρκεια της ζωής ενός ανθρώπου δημιουργούνται και συσσωρεύονται μεταλλάξεις στα
σωματικά κύτταρα του ανθρώπου και μπορεί να τύχει κάποιες από αυτές τις μεταλλάξεις να είναι σεγονίδια του κυτταρικού κύκλου Όσο μεγαλύτερο είναι ένα άτομο σε ηλικία τόσες μεγαλύτερες είναι
οι πιθανότητες να έχει συσσωρεύσει μια σειρά από μεταλλάξεις στα σωματικά του κύτταρα που θα
του προκαλέσουν καρκίνο Μάλιστα διάφορες έρευνες δείχνουν ότι οι πιθανότητες να εμφανίσει
κάποιος καρκίνο αυξάνουν εκθετικά με την ηλικία
Τελικά αυτό που συμβαίνει είναι ότι παρόλο που τα λάθη στην αντιγραφή του DNA είναι εξαιρετικά
σπάνια ο αριθμός των αντιγραφών που γίνονται σε ένα πολύπλοκο ευκαρυωτικό οργανισμό είναι
τόσος μεγάλος που αναπόφευκτα θα συσσωρευτεί ένας μεγάλος αριθμός από μεταλλάξεις στα σω‐
ματικά κύτταρα Για το λόγο αυτό όλα τα κύτταρα έχουν αποκτήσει ένα περίτεχνο σύνολο μηχανι‐
σμών μέσω των οποίων ελαττώνουν (περίπου κατά 100 φορές) τον αριθμό των μεταλλάξεων που
συμβαίνουν στο DNA τους Όλοι οι διαφορετικοί μηχανισμοί που έχουν ως σκοπό την απαλοιφή των
λαθών που γίνονται κατά την αντιγραφή περιγράφονται συλλογικά με τον όρο μηχανισμοί επιδιόρ‐θωσης του DNA
Ο βασικότερος μηχανισμός απαλοιφής λαθών ονομάζεται σύστημα επιδιόρθωσης των αταίριαστων
βάσεων του DNA και όπως φανερώνει το όνομά του η λειτουργία του είναι να αναγνωρίζει και να
διορθώνει τα αταίριαστα νουκλεοτίδια στον καινούργιο κλώνο του DNA Η διαδικασία της αναγνώ‐
ρισης του σωστού κλώνου είναι ίσως η πιο δύσκολη και σίγουρα η σημαντικότερη για τη σωστή επι‐
διόρθωση Αν το γονεϊκό κύτταρο δεν επιδιορθώσει τον μεταλλαγμένο κλώνο τότε το θυγατρικό κύτ‐
ταρο θα περιέχει μια μετάλλαξη ενώ το γονεϊκό καμία αν όμως το κύτταρο επιδιορθώσει τον λάθος
κλώνο (δηλ τον κλώνο εκμαγείο) τότε το αποτέλεσμα θα είναι να υπάρχει η μετάλλαξη και στους
δύο κλώνους και συνεπώς και σε όλα τα κύτταρα που θα δημιουργηθούν στο εξής Επομένως η επι‐
διόρθωση του λάθος κλώνου επιφέρει χειρότερα αποτελέσματα από ότι το ίδιο το λάθος εξαρχής Αν
και δεν είναι ακόμα γνωστός ο τρόπος με τον οποίο το σύστημα επιδιόρθωσης των αταίριαστων ζευ‐
γών αναγνωρίζει το νεοσυντιθέμενο κλώνο φαίνεται ότι οι νεοσυντιθέμενοι κλώνοι (τόσο ο προπο‐
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 3547
ρευόμενος όσο και ο καθυστερημένος) υφίσταται εγκοπές που καθοδηγούν το μηχανισμό στην ανα‐
γνώρισή τους
Όσον αφορά τη ίδια τη διαδικασία της επιδιόρθωσης αυτή πραγματοποιείται σε τρία βασικά στάδια
Κατά το πρώτο στάδιο κόβεται και αφαιρείται η λάθος βάση από το νεοσυντιθέμενο κλώνο με τη
βοήθεια μιας νουκλεάσης Στο 2ο στάδιο μια DNA πολυμεράση αναλαμβάνει να καλύψει το κενό που
δημιουργήθηκε χρησιμοποιώντας ως εκμαγείο τον σωστό κλώνο ενώ τη δουλειά τελειώνει στο 3ο
στάδιο μια DNA λιγάση που συνενώνει το κενό στο σκελετό του σακχαρο ‐φωσφορικού σκελετού του
νεοσυντιθέμενου κλώνου Είναι φανερό ότι η διαδικασία της επιδιόρθωσης μοιράζεται πολλούς μη‐
χανισμούς και ένζυμα με την αντιγραφή με τον τρόπο αυτό το κύτταρο χρησιμοποιεί ένζυμα τα ο‐
ποία είναι εξελιγμένα να συνθέτουν DNA με μεγάλη ακρίβεια ενώ συγχρόνως κάνει και οικονομία
πρώτων υλών
Βέβαια δεν οφείλονται όλα τα λάθη του DNA στο λάθος ταίριασμα βάσεων κατά την αντιγραφή Α‐
κόμα και όταν το DNA δεν αντιγράφεται υφίσταται συνεχώς βλάβες όπως και κάθε άλλο μόριο ενός
οργανισμού Οι βλάβες αυτές οφείλονται σε εξωγενής παράγοντες όπως για παράδειγμα η υψηλή
θερμοκρασία η υπεριώδης ακτινοβολία η ραδιενέργεια η έλλειψη πρώτων υλών (αβιταμίνωση)
κλπ Για παράδειγμα μια πολύ κοινή βλάβη που προκαλείται από την υπεριώδη ακτινοβολία είναι η
μετατροπή δύο γειτονικών βάσεων θυμίνης σε ένα διμερές θυμίνης Τέτοιες αλλαγές προκαλούν τη
μετατόπιση του πλαισίου ανάγνωσης του DNA που με τη σειρά του οδηγεί σε σοβαρά λάθη στις πα‐
ραγόμενες πρωτεΐνες Οι μηχανισμοί που χρησιμοποιούνται για την επιδιόρθωση τέτοιων λαθών
είναι διαφορετικοί από αυτόν που περιγράφθηκε μοιράζονται όμως πολλές διαδικασίες και ένζυμα
καθώς και τη βασική αρχή ότι χρησιμοποιείται ως εκμαγείο ο κλώνος που δεν έχει υποστεί λάθος
Από τα παραπάνω είναι φανερό ότι αν δεν υπήρχαν οι μηχανισμοί επιδιόρθωσης του DNA μια και
μόνο μέρα θα ήταν αρκετή για να συγκεντρώσουμε τόσες μεταλλάξεις στα κύτταρα μας που θα οδη‐
γούμασταν άμεσα στο θάνατο μας Είναι λογικό λοιπόν να υποθέσουμε ότι η φύση εξέλιξε αυτούς
τους μηχανισμούς πολύ νωρίς κατά την ανάπτυξη της ζωής και για το λόγο αυτό απαντώνται σχεδόν
απαράλλακτοι σε όλους τους οργανισμούς
ΠΕΡΙΣΣΟΤΕΡΗ ΑΝ ΑΓ ΝΩ ΣΗ
Κεφ 6 laquoDNAraquo από Alberts B Bray D Johnson A Lewis J Raff M Roberts K et al (2000) Βασι‐
κές Αρχές Κυτταρικής Βιολογίας Εισαγωγή στη Μοριακή Βιολογία του Κυττάρου (Χ Ζιούδρου Με‐
ταφ) Αθήνα Ιατρικές Εκδόσεις ΠΧ Πασχαλίδη
ΠΡΟΑΙΡΕΤΙΚΗ ΑΝΑΓΝΩΣΗ (ΣΤΑ ΑΓΓΛΙΚΑ)
Θέμα Πηγή
Δρεπανοκυτταρική αναιμία httpenwikipediaorgwikiSickle_cell_anemia
Επιδιόρθωση του DNA httpenwikipediaorgwikiDNA_repair
Μετάλλαξη httpenwikipediaorgwikiMutation
Σύστημα επιδιόρθωσης των αταί‐
ριαστων βάσεων του DNAhttpenwikipediaorgwikiMismatch_repair
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 3647
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 3747
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 3847
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 3947
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 4047
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 4147
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 4247
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 4347
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 4447
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 4547
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 4647
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 4747
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 1447
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 1547
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 1647
$microamp( )+- amp amp DNA 0 amp 10amp 23
($) amp$()$ +amp-0$ ($amp 1micro$amp
234565 7825995
(amplt)) micro= amp$()$ micro-ampamp(microgt$ +amp-0$
-ampA B--ampamp -$1 C-gtD$1E R ampamp-BCC$-amp0 amp$1Camp -
F 1--A -$1 C-gtD$1E S($1 gtD$1 ampamp- micro gtmicroampC=)
- )E 1$1--A0$1 D1Cmicroamp-$E 1--A -$1 C-gtD$1E S
7825G47526G7HG
-amp B--ampamp -$1 C-gt$1E Rmicro-ampCD=microamp-$-amp0 C B--ampamp
C-gtD$1E S $0 amp)($$0 - $$ amp0 amp$()$0 amp0
$amp$B 1micro$amp C-gtD$E S
C-gtD$E R
C-gtD$E S
G37I8J5G75 7)0amp 0ampA amp
micro-ampKgt$1 =$$micro0gtE =$K$E
0gtD$-amp0 C-amp B--ampamp -$1 C-gtD$1E S
G37I8J5G75 2$ micro)0$ $1
micro-ampKgt0 -0E =$$micro0gtE
=$K$E amp0 -$ DNA
B--ampamp -$1 C-gtD$1E S
ampCmicroamp-$$=C= -$1 1$1--A0$1
D1Cmicroamp-$E
C amp-=($E micro$
RNA -LE DNA 0lt0amp 1ltamp-AampE
gt(D$E - micro$ (0amp micro-ampCD=microamp-0Cmicro) - 1--A -$1 C-gtD$1E
C-gtD$E C-gtD$E C-gtD$E C-gtD$E C-gtD$E R R S R R
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 1747
micro$ amp () DNA+-$ micro0
$10-
2)$amp3(
$amp+2 DNA
43567 83+2 9)
)22(0 micro3(05 ()lt
micro3 3micro5lt )-6=2) ($=$$23lt 6-0micromicrolt
$amp+2 DNA 9amp amp$0 DNA
0$10-+-$=lt
$3amp3(=lt
DNA $
ampmicro () +
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 1847
micro$
amp($$
)+$
(micro-
+0-$+
0+amp$$
amp)1amp+232+4)- )(5(-
$amp ()
+micro-)micro(012
34+$) +( 50-6
701 (8 DNA
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 1947
$amp () + DNA
$amp()amp+
micro+
- 01-00
micro23
01-00
3rsquo )$
5rsquo )$ 3rsquo )$
5rsquo )$
4amp
50)$
micro+ 6)$7+$6
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 2047
$ampmicro( micromicro)+ micro-micro(0
micro$amp ()$ +$hellip-((
micro$ micro01amp 123+1
45$6 Morse
789$
DNA
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 2147
$ amp()amp +$-$ 0 +12amp3amp($0 4 2 56$52 micro40 +7$820
$amp $amp ( $amp C
amp)+
amp- DNAmicro0123 )4212amp5
)26074 )26074 B )26074 C
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 2247
$amp( )+ +amp-)(+
)amp 0+(amp )$1
2-345(+$1 )amp +6578amp
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 2347
$ amp($ DNA)$ micro+(
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 2447
$amp S
$amp Srsquo
$amp-(micro)+ S
$amp ($amp Srsquo
$amp ($amp S
($amp-(micro)+ Srsquo
)-(0 (laquo1)2-(0raquo) 310 () DNA
To DNA $ ampmicro(amp) (+ - amp
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 2547
$amp (laquo($ampraquo) )$amp +$ DNA
-0123
-0123
-0123
456($+7 )$+7 +$87 DNA
H $amp( ) DNA
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 2647
H $amp () +) -+) (0 DNA
12 micro 32(45 $(643)
$amp ($)amp+
-0(1 DNA
-)2(1)3 $ -)4+ 5)
micro $ 61+7) laquo(amp$+amp)0(raquo
4amp0$8(9(
micro1(0(1 DNA micro
5$1)micro ) lt(7 DNA
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 2747
$amp()amp+ ()micro+-)micro 0$1 23(451
micro$amp262 7(1 289$$1 amp$962-$1 $amp221
7+ 70070lt1 4$=(8$1 23(451
$amp( )$+amp(
-$0)1 $( 2345(
2345( )$+(
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 2847
5rsquo $ $amp ()$amp
3rsquo $ $amp ()$amp
5rsquo $ $amp ()$amp
3rsquo $ $amp ()$amp
()$
+micro-+$ )+$amp)012micro+)$ ()$
3amp$454$06 $78
+0+96micro+)$ 0454$06 +$7amp0$)$amp+$0$
$amp () DNA
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 2947
laquo$ampraquo ()amp DNA
amp+-0 01 amp2001 01 345)1 6$71
8-(micro8 amp)98
$amp()( (+ amp$-+ (
DNA 0 micro 123$ (45678
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 3047
$amp() )(+)
amp (-+
(amp$+) 5rsquo3rsquo
01amp() )(+)
amp (-+
(amp$+) 3rsquo5rsquo
23 5rsquo 4563 738 796429lt
=29gt gt9 gt38532ABlt3
973micro9568gtCA
micro Blt36CD2lt5E B64FG
23 3rsquo 4563 738
796429lt =29gt
gt9 gt38532ABlt3
973micro9568gtCA
micro Blt36CD2lt5E
B64FG
ltF6H=microgt3FDF2=
26ltIDFI36lt5=
B3J86ltK3gt38532ABlt3
L0$amp()
L0)
) +ampL0) L+ 0M0
L) L+ + L+amp +
Lamp (++ L
N)-) +01
) L) + L
N)-) +01 0M
amp)+ +01 1 amp+ -0
$amp()( (+
()( micro- )01-
DNA micro$ 2$3+)(
5rsquo3rsquo
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 3147
$amp () RNA +amp-
0 amp 1+micro2amp
RNA +amp-3
micro45( $)1ampmicro() 67()
amp DNA(6)micro12amp 1859+ amp $amp 03 () 62micro(3
Okazaki (0+( 6(3)1($(3 ()6(5+ (
RNA +amp-
amp DNA(6)micro12amp (6(6amp17+ amp
$amp () 62micro(3 DNA
( 6+03 RNA+amp-3
65lt+ + +$5+
0 DNA
)=amp () ()
62micro(3 DNA micro ( +microamp)micro(
$)1ampmicro( 67( micro amp
12amp amp3 6+42amp3 ()DNA
H $amp ()micro+
DNA +- )$+ampmicro0-
(1-
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 3247
$amp() + -$+) micro -012 )amp3$45
micro$amp (ampamp()micro+amp) -+amp)
+amp)+012micro+amp3 -+amp3
amp01+4+
50$6(3
DNA amp)micro(78 7+4 amp+
(ampamp()micro+amp -+amp 99lt=gtlt
ABC
ADE=FltGgtlt
ABC
(06 20 DNA
078 amp) DNA
(0micro78
(4H+8 amp)
)+I20 micro
microamp+ampJ3 -+amp)3
RNA 0+863
+2amp micro6micro Okazaki
micro$amp 1)(8micro2+amp)
-+amp)
DNA amp)micro(78 7+4 amp+
1)(8micro2+amp -+amp
(micro03 ampamp8(-+0 8 J+18 +3 micro6microamp3 Okazaki)
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 3347
$amp()micro micro)+ )-+ )012+
micro$amp (ampamp()micro+amp) -+amp)
+amp)+012micro+amp3 -+amp3
DNA amp)micro(45 4+6
amp+ (ampamp()micro+amp -+amp (07 20 DNA
(0micro45
(68+5 amp)
)+920 micro
microamp+amp3 -+amp)3
RNA 0+573
micro7micro Okazaki
045 amp) DNA
micro$amp 1)(5micro2+amp) -+amp)
+amp)+012micro+amp3 -+amp3
DNA amp)micro(45 4+6 amp+ 1)(5micro2+amp -+amp
(micro03 ampamp5(-+0 5 +15 +3 micro7microamp3 Okazaki)
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 3447
Ε Ι Σ Α Γ Ω Γ Η Σ Τ Ι Σ Σ Υ Γ Χ Ρ Ο Ν Ε Σ Β Ι Ο Λ Ο Γ Ι Κ Ε Σ
Ε Π Ι Σ Τ Η Μ Ε Σ ΕΠΙΔΙΟΡΘΩΣΗ ΤΟΥ DN A
(05 ΟΚΤΩΒΡΙΟΥ 2007)
Στις προηγούμενες διαλέξεις είδαμε ότι η αντιγραφή διαθέτει τις κατάλληλες ασφαλιστικές δικλίδες
για την αποφυγή εισαγωγής λαθών μέσα στο DNA Ωστόσο ακόμα και με όλες αυτές τις προφυλά‐
ξεις από τη μεριά του κύτταρου είναι δυνατόν να συμβούν λάθη όπως για παράδειγμα η τοποθέ‐
τηση λάθος βάσης απέναντι σε μία άλλη (πχ G απέναντι από A) Τέτοια λάθη είναι εξαιρετικά σπά‐
νια (1 λάθος ανά 107 αντιγραφόμενα νουκλεοτίδια) και συνήθως δεν προκαλούν σοβαρά προβλήμα‐
τα στα κύτταρα (για λόγους που θα δούμε όταν μελετήσουμε τη μεταγραφή και τη μετάφραση του
γεν υλικού) Όμως υπάρχει πάντα η πιθανότητα μια μετάλλαξη (μόνιμη αλλαγή) του DNA όσο α‐
πλή και αν είναι να προκαλέσει σοβαρά προβλήματα στην επιβίωση ενός οργανισμού Ένα τέτοιο
πολύ κοινό παράδειγμα είναι η μετάλλαξη που προκαλεί τη δρεπανοκυτταρική αναιμία Πρόκειται
για τη μεταβολή ενός μόνου νουκλεοτιδίου από αδενίνη σε θυμίνη στο γονίδιο της β‐σφαιρίνης που
προκαλεί την παραγωγή ελαττωματικής πρωτεΐνης Αν ένα άτομο έχει κληρονομήσει 2 τέτοια μεταλ‐
λαγμένα γονίδια (ένα από κάθε γονέα) τότε όλη η αιμοσφαιρίνη του αίματος του είναι δυσλειτουρ‐
γική με αποτέλεσμα τον θάνατο Στην περίπτωση που έχει μόνο το ένα από τα δύο γονίδια μεταλ‐
λαγμένο τότε το άτομο αυτό έστω και με κάποια προβλήματα θα μπορέσει να έχει μια φυσιολογική
ζωή
Μια άλλη ασθένεια στην οποία διαδραματίζουν καθοριστικό ρόλο οι μεταλλάξεις είναι ο καρκίνος
Κατά τη διάρκεια της ζωής ενός ανθρώπου δημιουργούνται και συσσωρεύονται μεταλλάξεις στα
σωματικά κύτταρα του ανθρώπου και μπορεί να τύχει κάποιες από αυτές τις μεταλλάξεις να είναι σεγονίδια του κυτταρικού κύκλου Όσο μεγαλύτερο είναι ένα άτομο σε ηλικία τόσες μεγαλύτερες είναι
οι πιθανότητες να έχει συσσωρεύσει μια σειρά από μεταλλάξεις στα σωματικά του κύτταρα που θα
του προκαλέσουν καρκίνο Μάλιστα διάφορες έρευνες δείχνουν ότι οι πιθανότητες να εμφανίσει
κάποιος καρκίνο αυξάνουν εκθετικά με την ηλικία
Τελικά αυτό που συμβαίνει είναι ότι παρόλο που τα λάθη στην αντιγραφή του DNA είναι εξαιρετικά
σπάνια ο αριθμός των αντιγραφών που γίνονται σε ένα πολύπλοκο ευκαρυωτικό οργανισμό είναι
τόσος μεγάλος που αναπόφευκτα θα συσσωρευτεί ένας μεγάλος αριθμός από μεταλλάξεις στα σω‐
ματικά κύτταρα Για το λόγο αυτό όλα τα κύτταρα έχουν αποκτήσει ένα περίτεχνο σύνολο μηχανι‐
σμών μέσω των οποίων ελαττώνουν (περίπου κατά 100 φορές) τον αριθμό των μεταλλάξεων που
συμβαίνουν στο DNA τους Όλοι οι διαφορετικοί μηχανισμοί που έχουν ως σκοπό την απαλοιφή των
λαθών που γίνονται κατά την αντιγραφή περιγράφονται συλλογικά με τον όρο μηχανισμοί επιδιόρ‐θωσης του DNA
Ο βασικότερος μηχανισμός απαλοιφής λαθών ονομάζεται σύστημα επιδιόρθωσης των αταίριαστων
βάσεων του DNA και όπως φανερώνει το όνομά του η λειτουργία του είναι να αναγνωρίζει και να
διορθώνει τα αταίριαστα νουκλεοτίδια στον καινούργιο κλώνο του DNA Η διαδικασία της αναγνώ‐
ρισης του σωστού κλώνου είναι ίσως η πιο δύσκολη και σίγουρα η σημαντικότερη για τη σωστή επι‐
διόρθωση Αν το γονεϊκό κύτταρο δεν επιδιορθώσει τον μεταλλαγμένο κλώνο τότε το θυγατρικό κύτ‐
ταρο θα περιέχει μια μετάλλαξη ενώ το γονεϊκό καμία αν όμως το κύτταρο επιδιορθώσει τον λάθος
κλώνο (δηλ τον κλώνο εκμαγείο) τότε το αποτέλεσμα θα είναι να υπάρχει η μετάλλαξη και στους
δύο κλώνους και συνεπώς και σε όλα τα κύτταρα που θα δημιουργηθούν στο εξής Επομένως η επι‐
διόρθωση του λάθος κλώνου επιφέρει χειρότερα αποτελέσματα από ότι το ίδιο το λάθος εξαρχής Αν
και δεν είναι ακόμα γνωστός ο τρόπος με τον οποίο το σύστημα επιδιόρθωσης των αταίριαστων ζευ‐
γών αναγνωρίζει το νεοσυντιθέμενο κλώνο φαίνεται ότι οι νεοσυντιθέμενοι κλώνοι (τόσο ο προπο‐
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 3547
ρευόμενος όσο και ο καθυστερημένος) υφίσταται εγκοπές που καθοδηγούν το μηχανισμό στην ανα‐
γνώρισή τους
Όσον αφορά τη ίδια τη διαδικασία της επιδιόρθωσης αυτή πραγματοποιείται σε τρία βασικά στάδια
Κατά το πρώτο στάδιο κόβεται και αφαιρείται η λάθος βάση από το νεοσυντιθέμενο κλώνο με τη
βοήθεια μιας νουκλεάσης Στο 2ο στάδιο μια DNA πολυμεράση αναλαμβάνει να καλύψει το κενό που
δημιουργήθηκε χρησιμοποιώντας ως εκμαγείο τον σωστό κλώνο ενώ τη δουλειά τελειώνει στο 3ο
στάδιο μια DNA λιγάση που συνενώνει το κενό στο σκελετό του σακχαρο ‐φωσφορικού σκελετού του
νεοσυντιθέμενου κλώνου Είναι φανερό ότι η διαδικασία της επιδιόρθωσης μοιράζεται πολλούς μη‐
χανισμούς και ένζυμα με την αντιγραφή με τον τρόπο αυτό το κύτταρο χρησιμοποιεί ένζυμα τα ο‐
ποία είναι εξελιγμένα να συνθέτουν DNA με μεγάλη ακρίβεια ενώ συγχρόνως κάνει και οικονομία
πρώτων υλών
Βέβαια δεν οφείλονται όλα τα λάθη του DNA στο λάθος ταίριασμα βάσεων κατά την αντιγραφή Α‐
κόμα και όταν το DNA δεν αντιγράφεται υφίσταται συνεχώς βλάβες όπως και κάθε άλλο μόριο ενός
οργανισμού Οι βλάβες αυτές οφείλονται σε εξωγενής παράγοντες όπως για παράδειγμα η υψηλή
θερμοκρασία η υπεριώδης ακτινοβολία η ραδιενέργεια η έλλειψη πρώτων υλών (αβιταμίνωση)
κλπ Για παράδειγμα μια πολύ κοινή βλάβη που προκαλείται από την υπεριώδη ακτινοβολία είναι η
μετατροπή δύο γειτονικών βάσεων θυμίνης σε ένα διμερές θυμίνης Τέτοιες αλλαγές προκαλούν τη
μετατόπιση του πλαισίου ανάγνωσης του DNA που με τη σειρά του οδηγεί σε σοβαρά λάθη στις πα‐
ραγόμενες πρωτεΐνες Οι μηχανισμοί που χρησιμοποιούνται για την επιδιόρθωση τέτοιων λαθών
είναι διαφορετικοί από αυτόν που περιγράφθηκε μοιράζονται όμως πολλές διαδικασίες και ένζυμα
καθώς και τη βασική αρχή ότι χρησιμοποιείται ως εκμαγείο ο κλώνος που δεν έχει υποστεί λάθος
Από τα παραπάνω είναι φανερό ότι αν δεν υπήρχαν οι μηχανισμοί επιδιόρθωσης του DNA μια και
μόνο μέρα θα ήταν αρκετή για να συγκεντρώσουμε τόσες μεταλλάξεις στα κύτταρα μας που θα οδη‐
γούμασταν άμεσα στο θάνατο μας Είναι λογικό λοιπόν να υποθέσουμε ότι η φύση εξέλιξε αυτούς
τους μηχανισμούς πολύ νωρίς κατά την ανάπτυξη της ζωής και για το λόγο αυτό απαντώνται σχεδόν
απαράλλακτοι σε όλους τους οργανισμούς
ΠΕΡΙΣΣΟΤΕΡΗ ΑΝ ΑΓ ΝΩ ΣΗ
Κεφ 6 laquoDNAraquo από Alberts B Bray D Johnson A Lewis J Raff M Roberts K et al (2000) Βασι‐
κές Αρχές Κυτταρικής Βιολογίας Εισαγωγή στη Μοριακή Βιολογία του Κυττάρου (Χ Ζιούδρου Με‐
ταφ) Αθήνα Ιατρικές Εκδόσεις ΠΧ Πασχαλίδη
ΠΡΟΑΙΡΕΤΙΚΗ ΑΝΑΓΝΩΣΗ (ΣΤΑ ΑΓΓΛΙΚΑ)
Θέμα Πηγή
Δρεπανοκυτταρική αναιμία httpenwikipediaorgwikiSickle_cell_anemia
Επιδιόρθωση του DNA httpenwikipediaorgwikiDNA_repair
Μετάλλαξη httpenwikipediaorgwikiMutation
Σύστημα επιδιόρθωσης των αταί‐
ριαστων βάσεων του DNAhttpenwikipediaorgwikiMismatch_repair
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 3647
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 3747
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 3847
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 3947
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 4047
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 4147
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 4247
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 4347
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 4447
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 4547
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 4647
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 4747
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 1547
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 1647
$microamp( )+- amp amp DNA 0 amp 10amp 23
($) amp$()$ +amp-0$ ($amp 1micro$amp
234565 7825995
(amplt)) micro= amp$()$ micro-ampamp(microgt$ +amp-0$
-ampA B--ampamp -$1 C-gtD$1E R ampamp-BCC$-amp0 amp$1Camp -
F 1--A -$1 C-gtD$1E S($1 gtD$1 ampamp- micro gtmicroampC=)
- )E 1$1--A0$1 D1Cmicroamp-$E 1--A -$1 C-gtD$1E S
7825G47526G7HG
-amp B--ampamp -$1 C-gt$1E Rmicro-ampCD=microamp-$-amp0 C B--ampamp
C-gtD$1E S $0 amp)($$0 - $$ amp0 amp$()$0 amp0
$amp$B 1micro$amp C-gtD$E S
C-gtD$E R
C-gtD$E S
G37I8J5G75 7)0amp 0ampA amp
micro-ampKgt$1 =$$micro0gtE =$K$E
0gtD$-amp0 C-amp B--ampamp -$1 C-gtD$1E S
G37I8J5G75 2$ micro)0$ $1
micro-ampKgt0 -0E =$$micro0gtE
=$K$E amp0 -$ DNA
B--ampamp -$1 C-gtD$1E S
ampCmicroamp-$$=C= -$1 1$1--A0$1
D1Cmicroamp-$E
C amp-=($E micro$
RNA -LE DNA 0lt0amp 1ltamp-AampE
gt(D$E - micro$ (0amp micro-ampCD=microamp-0Cmicro) - 1--A -$1 C-gtD$1E
C-gtD$E C-gtD$E C-gtD$E C-gtD$E C-gtD$E R R S R R
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 1747
micro$ amp () DNA+-$ micro0
$10-
2)$amp3(
$amp+2 DNA
43567 83+2 9)
)22(0 micro3(05 ()lt
micro3 3micro5lt )-6=2) ($=$$23lt 6-0micromicrolt
$amp+2 DNA 9amp amp$0 DNA
0$10-+-$=lt
$3amp3(=lt
DNA $
ampmicro () +
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 1847
micro$
amp($$
)+$
(micro-
+0-$+
0+amp$$
amp)1amp+232+4)- )(5(-
$amp ()
+micro-)micro(012
34+$) +( 50-6
701 (8 DNA
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 1947
$amp () + DNA
$amp()amp+
micro+
- 01-00
micro23
01-00
3rsquo )$
5rsquo )$ 3rsquo )$
5rsquo )$
4amp
50)$
micro+ 6)$7+$6
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 2047
$ampmicro( micromicro)+ micro-micro(0
micro$amp ()$ +$hellip-((
micro$ micro01amp 123+1
45$6 Morse
789$
DNA
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 2147
$ amp()amp +$-$ 0 +12amp3amp($0 4 2 56$52 micro40 +7$820
$amp $amp ( $amp C
amp)+
amp- DNAmicro0123 )4212amp5
)26074 )26074 B )26074 C
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 2247
$amp( )+ +amp-)(+
)amp 0+(amp )$1
2-345(+$1 )amp +6578amp
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 2347
$ amp($ DNA)$ micro+(
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 2447
$amp S
$amp Srsquo
$amp-(micro)+ S
$amp ($amp Srsquo
$amp ($amp S
($amp-(micro)+ Srsquo
)-(0 (laquo1)2-(0raquo) 310 () DNA
To DNA $ ampmicro(amp) (+ - amp
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 2547
$amp (laquo($ampraquo) )$amp +$ DNA
-0123
-0123
-0123
456($+7 )$+7 +$87 DNA
H $amp( ) DNA
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 2647
H $amp () +) -+) (0 DNA
12 micro 32(45 $(643)
$amp ($)amp+
-0(1 DNA
-)2(1)3 $ -)4+ 5)
micro $ 61+7) laquo(amp$+amp)0(raquo
4amp0$8(9(
micro1(0(1 DNA micro
5$1)micro ) lt(7 DNA
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 2747
$amp()amp+ ()micro+-)micro 0$1 23(451
micro$amp262 7(1 289$$1 amp$962-$1 $amp221
7+ 70070lt1 4$=(8$1 23(451
$amp( )$+amp(
-$0)1 $( 2345(
2345( )$+(
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 2847
5rsquo $ $amp ()$amp
3rsquo $ $amp ()$amp
5rsquo $ $amp ()$amp
3rsquo $ $amp ()$amp
()$
+micro-+$ )+$amp)012micro+)$ ()$
3amp$454$06 $78
+0+96micro+)$ 0454$06 +$7amp0$)$amp+$0$
$amp () DNA
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 2947
laquo$ampraquo ()amp DNA
amp+-0 01 amp2001 01 345)1 6$71
8-(micro8 amp)98
$amp()( (+ amp$-+ (
DNA 0 micro 123$ (45678
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 3047
$amp() )(+)
amp (-+
(amp$+) 5rsquo3rsquo
01amp() )(+)
amp (-+
(amp$+) 3rsquo5rsquo
23 5rsquo 4563 738 796429lt
=29gt gt9 gt38532ABlt3
973micro9568gtCA
micro Blt36CD2lt5E B64FG
23 3rsquo 4563 738
796429lt =29gt
gt9 gt38532ABlt3
973micro9568gtCA
micro Blt36CD2lt5E
B64FG
ltF6H=microgt3FDF2=
26ltIDFI36lt5=
B3J86ltK3gt38532ABlt3
L0$amp()
L0)
) +ampL0) L+ 0M0
L) L+ + L+amp +
Lamp (++ L
N)-) +01
) L) + L
N)-) +01 0M
amp)+ +01 1 amp+ -0
$amp()( (+
()( micro- )01-
DNA micro$ 2$3+)(
5rsquo3rsquo
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 3147
$amp () RNA +amp-
0 amp 1+micro2amp
RNA +amp-3
micro45( $)1ampmicro() 67()
amp DNA(6)micro12amp 1859+ amp $amp 03 () 62micro(3
Okazaki (0+( 6(3)1($(3 ()6(5+ (
RNA +amp-
amp DNA(6)micro12amp (6(6amp17+ amp
$amp () 62micro(3 DNA
( 6+03 RNA+amp-3
65lt+ + +$5+
0 DNA
)=amp () ()
62micro(3 DNA micro ( +microamp)micro(
$)1ampmicro( 67( micro amp
12amp amp3 6+42amp3 ()DNA
H $amp ()micro+
DNA +- )$+ampmicro0-
(1-
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 3247
$amp() + -$+) micro -012 )amp3$45
micro$amp (ampamp()micro+amp) -+amp)
+amp)+012micro+amp3 -+amp3
amp01+4+
50$6(3
DNA amp)micro(78 7+4 amp+
(ampamp()micro+amp -+amp 99lt=gtlt
ABC
ADE=FltGgtlt
ABC
(06 20 DNA
078 amp) DNA
(0micro78
(4H+8 amp)
)+I20 micro
microamp+ampJ3 -+amp)3
RNA 0+863
+2amp micro6micro Okazaki
micro$amp 1)(8micro2+amp)
-+amp)
DNA amp)micro(78 7+4 amp+
1)(8micro2+amp -+amp
(micro03 ampamp8(-+0 8 J+18 +3 micro6microamp3 Okazaki)
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 3347
$amp()micro micro)+ )-+ )012+
micro$amp (ampamp()micro+amp) -+amp)
+amp)+012micro+amp3 -+amp3
DNA amp)micro(45 4+6
amp+ (ampamp()micro+amp -+amp (07 20 DNA
(0micro45
(68+5 amp)
)+920 micro
microamp+amp3 -+amp)3
RNA 0+573
micro7micro Okazaki
045 amp) DNA
micro$amp 1)(5micro2+amp) -+amp)
+amp)+012micro+amp3 -+amp3
DNA amp)micro(45 4+6 amp+ 1)(5micro2+amp -+amp
(micro03 ampamp5(-+0 5 +15 +3 micro7microamp3 Okazaki)
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 3447
Ε Ι Σ Α Γ Ω Γ Η Σ Τ Ι Σ Σ Υ Γ Χ Ρ Ο Ν Ε Σ Β Ι Ο Λ Ο Γ Ι Κ Ε Σ
Ε Π Ι Σ Τ Η Μ Ε Σ ΕΠΙΔΙΟΡΘΩΣΗ ΤΟΥ DN A
(05 ΟΚΤΩΒΡΙΟΥ 2007)
Στις προηγούμενες διαλέξεις είδαμε ότι η αντιγραφή διαθέτει τις κατάλληλες ασφαλιστικές δικλίδες
για την αποφυγή εισαγωγής λαθών μέσα στο DNA Ωστόσο ακόμα και με όλες αυτές τις προφυλά‐
ξεις από τη μεριά του κύτταρου είναι δυνατόν να συμβούν λάθη όπως για παράδειγμα η τοποθέ‐
τηση λάθος βάσης απέναντι σε μία άλλη (πχ G απέναντι από A) Τέτοια λάθη είναι εξαιρετικά σπά‐
νια (1 λάθος ανά 107 αντιγραφόμενα νουκλεοτίδια) και συνήθως δεν προκαλούν σοβαρά προβλήμα‐
τα στα κύτταρα (για λόγους που θα δούμε όταν μελετήσουμε τη μεταγραφή και τη μετάφραση του
γεν υλικού) Όμως υπάρχει πάντα η πιθανότητα μια μετάλλαξη (μόνιμη αλλαγή) του DNA όσο α‐
πλή και αν είναι να προκαλέσει σοβαρά προβλήματα στην επιβίωση ενός οργανισμού Ένα τέτοιο
πολύ κοινό παράδειγμα είναι η μετάλλαξη που προκαλεί τη δρεπανοκυτταρική αναιμία Πρόκειται
για τη μεταβολή ενός μόνου νουκλεοτιδίου από αδενίνη σε θυμίνη στο γονίδιο της β‐σφαιρίνης που
προκαλεί την παραγωγή ελαττωματικής πρωτεΐνης Αν ένα άτομο έχει κληρονομήσει 2 τέτοια μεταλ‐
λαγμένα γονίδια (ένα από κάθε γονέα) τότε όλη η αιμοσφαιρίνη του αίματος του είναι δυσλειτουρ‐
γική με αποτέλεσμα τον θάνατο Στην περίπτωση που έχει μόνο το ένα από τα δύο γονίδια μεταλ‐
λαγμένο τότε το άτομο αυτό έστω και με κάποια προβλήματα θα μπορέσει να έχει μια φυσιολογική
ζωή
Μια άλλη ασθένεια στην οποία διαδραματίζουν καθοριστικό ρόλο οι μεταλλάξεις είναι ο καρκίνος
Κατά τη διάρκεια της ζωής ενός ανθρώπου δημιουργούνται και συσσωρεύονται μεταλλάξεις στα
σωματικά κύτταρα του ανθρώπου και μπορεί να τύχει κάποιες από αυτές τις μεταλλάξεις να είναι σεγονίδια του κυτταρικού κύκλου Όσο μεγαλύτερο είναι ένα άτομο σε ηλικία τόσες μεγαλύτερες είναι
οι πιθανότητες να έχει συσσωρεύσει μια σειρά από μεταλλάξεις στα σωματικά του κύτταρα που θα
του προκαλέσουν καρκίνο Μάλιστα διάφορες έρευνες δείχνουν ότι οι πιθανότητες να εμφανίσει
κάποιος καρκίνο αυξάνουν εκθετικά με την ηλικία
Τελικά αυτό που συμβαίνει είναι ότι παρόλο που τα λάθη στην αντιγραφή του DNA είναι εξαιρετικά
σπάνια ο αριθμός των αντιγραφών που γίνονται σε ένα πολύπλοκο ευκαρυωτικό οργανισμό είναι
τόσος μεγάλος που αναπόφευκτα θα συσσωρευτεί ένας μεγάλος αριθμός από μεταλλάξεις στα σω‐
ματικά κύτταρα Για το λόγο αυτό όλα τα κύτταρα έχουν αποκτήσει ένα περίτεχνο σύνολο μηχανι‐
σμών μέσω των οποίων ελαττώνουν (περίπου κατά 100 φορές) τον αριθμό των μεταλλάξεων που
συμβαίνουν στο DNA τους Όλοι οι διαφορετικοί μηχανισμοί που έχουν ως σκοπό την απαλοιφή των
λαθών που γίνονται κατά την αντιγραφή περιγράφονται συλλογικά με τον όρο μηχανισμοί επιδιόρ‐θωσης του DNA
Ο βασικότερος μηχανισμός απαλοιφής λαθών ονομάζεται σύστημα επιδιόρθωσης των αταίριαστων
βάσεων του DNA και όπως φανερώνει το όνομά του η λειτουργία του είναι να αναγνωρίζει και να
διορθώνει τα αταίριαστα νουκλεοτίδια στον καινούργιο κλώνο του DNA Η διαδικασία της αναγνώ‐
ρισης του σωστού κλώνου είναι ίσως η πιο δύσκολη και σίγουρα η σημαντικότερη για τη σωστή επι‐
διόρθωση Αν το γονεϊκό κύτταρο δεν επιδιορθώσει τον μεταλλαγμένο κλώνο τότε το θυγατρικό κύτ‐
ταρο θα περιέχει μια μετάλλαξη ενώ το γονεϊκό καμία αν όμως το κύτταρο επιδιορθώσει τον λάθος
κλώνο (δηλ τον κλώνο εκμαγείο) τότε το αποτέλεσμα θα είναι να υπάρχει η μετάλλαξη και στους
δύο κλώνους και συνεπώς και σε όλα τα κύτταρα που θα δημιουργηθούν στο εξής Επομένως η επι‐
διόρθωση του λάθος κλώνου επιφέρει χειρότερα αποτελέσματα από ότι το ίδιο το λάθος εξαρχής Αν
και δεν είναι ακόμα γνωστός ο τρόπος με τον οποίο το σύστημα επιδιόρθωσης των αταίριαστων ζευ‐
γών αναγνωρίζει το νεοσυντιθέμενο κλώνο φαίνεται ότι οι νεοσυντιθέμενοι κλώνοι (τόσο ο προπο‐
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 3547
ρευόμενος όσο και ο καθυστερημένος) υφίσταται εγκοπές που καθοδηγούν το μηχανισμό στην ανα‐
γνώρισή τους
Όσον αφορά τη ίδια τη διαδικασία της επιδιόρθωσης αυτή πραγματοποιείται σε τρία βασικά στάδια
Κατά το πρώτο στάδιο κόβεται και αφαιρείται η λάθος βάση από το νεοσυντιθέμενο κλώνο με τη
βοήθεια μιας νουκλεάσης Στο 2ο στάδιο μια DNA πολυμεράση αναλαμβάνει να καλύψει το κενό που
δημιουργήθηκε χρησιμοποιώντας ως εκμαγείο τον σωστό κλώνο ενώ τη δουλειά τελειώνει στο 3ο
στάδιο μια DNA λιγάση που συνενώνει το κενό στο σκελετό του σακχαρο ‐φωσφορικού σκελετού του
νεοσυντιθέμενου κλώνου Είναι φανερό ότι η διαδικασία της επιδιόρθωσης μοιράζεται πολλούς μη‐
χανισμούς και ένζυμα με την αντιγραφή με τον τρόπο αυτό το κύτταρο χρησιμοποιεί ένζυμα τα ο‐
ποία είναι εξελιγμένα να συνθέτουν DNA με μεγάλη ακρίβεια ενώ συγχρόνως κάνει και οικονομία
πρώτων υλών
Βέβαια δεν οφείλονται όλα τα λάθη του DNA στο λάθος ταίριασμα βάσεων κατά την αντιγραφή Α‐
κόμα και όταν το DNA δεν αντιγράφεται υφίσταται συνεχώς βλάβες όπως και κάθε άλλο μόριο ενός
οργανισμού Οι βλάβες αυτές οφείλονται σε εξωγενής παράγοντες όπως για παράδειγμα η υψηλή
θερμοκρασία η υπεριώδης ακτινοβολία η ραδιενέργεια η έλλειψη πρώτων υλών (αβιταμίνωση)
κλπ Για παράδειγμα μια πολύ κοινή βλάβη που προκαλείται από την υπεριώδη ακτινοβολία είναι η
μετατροπή δύο γειτονικών βάσεων θυμίνης σε ένα διμερές θυμίνης Τέτοιες αλλαγές προκαλούν τη
μετατόπιση του πλαισίου ανάγνωσης του DNA που με τη σειρά του οδηγεί σε σοβαρά λάθη στις πα‐
ραγόμενες πρωτεΐνες Οι μηχανισμοί που χρησιμοποιούνται για την επιδιόρθωση τέτοιων λαθών
είναι διαφορετικοί από αυτόν που περιγράφθηκε μοιράζονται όμως πολλές διαδικασίες και ένζυμα
καθώς και τη βασική αρχή ότι χρησιμοποιείται ως εκμαγείο ο κλώνος που δεν έχει υποστεί λάθος
Από τα παραπάνω είναι φανερό ότι αν δεν υπήρχαν οι μηχανισμοί επιδιόρθωσης του DNA μια και
μόνο μέρα θα ήταν αρκετή για να συγκεντρώσουμε τόσες μεταλλάξεις στα κύτταρα μας που θα οδη‐
γούμασταν άμεσα στο θάνατο μας Είναι λογικό λοιπόν να υποθέσουμε ότι η φύση εξέλιξε αυτούς
τους μηχανισμούς πολύ νωρίς κατά την ανάπτυξη της ζωής και για το λόγο αυτό απαντώνται σχεδόν
απαράλλακτοι σε όλους τους οργανισμούς
ΠΕΡΙΣΣΟΤΕΡΗ ΑΝ ΑΓ ΝΩ ΣΗ
Κεφ 6 laquoDNAraquo από Alberts B Bray D Johnson A Lewis J Raff M Roberts K et al (2000) Βασι‐
κές Αρχές Κυτταρικής Βιολογίας Εισαγωγή στη Μοριακή Βιολογία του Κυττάρου (Χ Ζιούδρου Με‐
ταφ) Αθήνα Ιατρικές Εκδόσεις ΠΧ Πασχαλίδη
ΠΡΟΑΙΡΕΤΙΚΗ ΑΝΑΓΝΩΣΗ (ΣΤΑ ΑΓΓΛΙΚΑ)
Θέμα Πηγή
Δρεπανοκυτταρική αναιμία httpenwikipediaorgwikiSickle_cell_anemia
Επιδιόρθωση του DNA httpenwikipediaorgwikiDNA_repair
Μετάλλαξη httpenwikipediaorgwikiMutation
Σύστημα επιδιόρθωσης των αταί‐
ριαστων βάσεων του DNAhttpenwikipediaorgwikiMismatch_repair
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 3647
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 3747
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 3847
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 3947
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 4047
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 4147
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 4247
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 4347
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 4447
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 4547
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 4647
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 4747
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 1647
$microamp( )+- amp amp DNA 0 amp 10amp 23
($) amp$()$ +amp-0$ ($amp 1micro$amp
234565 7825995
(amplt)) micro= amp$()$ micro-ampamp(microgt$ +amp-0$
-ampA B--ampamp -$1 C-gtD$1E R ampamp-BCC$-amp0 amp$1Camp -
F 1--A -$1 C-gtD$1E S($1 gtD$1 ampamp- micro gtmicroampC=)
- )E 1$1--A0$1 D1Cmicroamp-$E 1--A -$1 C-gtD$1E S
7825G47526G7HG
-amp B--ampamp -$1 C-gt$1E Rmicro-ampCD=microamp-$-amp0 C B--ampamp
C-gtD$1E S $0 amp)($$0 - $$ amp0 amp$()$0 amp0
$amp$B 1micro$amp C-gtD$E S
C-gtD$E R
C-gtD$E S
G37I8J5G75 7)0amp 0ampA amp
micro-ampKgt$1 =$$micro0gtE =$K$E
0gtD$-amp0 C-amp B--ampamp -$1 C-gtD$1E S
G37I8J5G75 2$ micro)0$ $1
micro-ampKgt0 -0E =$$micro0gtE
=$K$E amp0 -$ DNA
B--ampamp -$1 C-gtD$1E S
ampCmicroamp-$$=C= -$1 1$1--A0$1
D1Cmicroamp-$E
C amp-=($E micro$
RNA -LE DNA 0lt0amp 1ltamp-AampE
gt(D$E - micro$ (0amp micro-ampCD=microamp-0Cmicro) - 1--A -$1 C-gtD$1E
C-gtD$E C-gtD$E C-gtD$E C-gtD$E C-gtD$E R R S R R
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 1747
micro$ amp () DNA+-$ micro0
$10-
2)$amp3(
$amp+2 DNA
43567 83+2 9)
)22(0 micro3(05 ()lt
micro3 3micro5lt )-6=2) ($=$$23lt 6-0micromicrolt
$amp+2 DNA 9amp amp$0 DNA
0$10-+-$=lt
$3amp3(=lt
DNA $
ampmicro () +
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 1847
micro$
amp($$
)+$
(micro-
+0-$+
0+amp$$
amp)1amp+232+4)- )(5(-
$amp ()
+micro-)micro(012
34+$) +( 50-6
701 (8 DNA
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 1947
$amp () + DNA
$amp()amp+
micro+
- 01-00
micro23
01-00
3rsquo )$
5rsquo )$ 3rsquo )$
5rsquo )$
4amp
50)$
micro+ 6)$7+$6
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 2047
$ampmicro( micromicro)+ micro-micro(0
micro$amp ()$ +$hellip-((
micro$ micro01amp 123+1
45$6 Morse
789$
DNA
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 2147
$ amp()amp +$-$ 0 +12amp3amp($0 4 2 56$52 micro40 +7$820
$amp $amp ( $amp C
amp)+
amp- DNAmicro0123 )4212amp5
)26074 )26074 B )26074 C
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 2247
$amp( )+ +amp-)(+
)amp 0+(amp )$1
2-345(+$1 )amp +6578amp
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 2347
$ amp($ DNA)$ micro+(
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 2447
$amp S
$amp Srsquo
$amp-(micro)+ S
$amp ($amp Srsquo
$amp ($amp S
($amp-(micro)+ Srsquo
)-(0 (laquo1)2-(0raquo) 310 () DNA
To DNA $ ampmicro(amp) (+ - amp
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 2547
$amp (laquo($ampraquo) )$amp +$ DNA
-0123
-0123
-0123
456($+7 )$+7 +$87 DNA
H $amp( ) DNA
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 2647
H $amp () +) -+) (0 DNA
12 micro 32(45 $(643)
$amp ($)amp+
-0(1 DNA
-)2(1)3 $ -)4+ 5)
micro $ 61+7) laquo(amp$+amp)0(raquo
4amp0$8(9(
micro1(0(1 DNA micro
5$1)micro ) lt(7 DNA
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 2747
$amp()amp+ ()micro+-)micro 0$1 23(451
micro$amp262 7(1 289$$1 amp$962-$1 $amp221
7+ 70070lt1 4$=(8$1 23(451
$amp( )$+amp(
-$0)1 $( 2345(
2345( )$+(
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 2847
5rsquo $ $amp ()$amp
3rsquo $ $amp ()$amp
5rsquo $ $amp ()$amp
3rsquo $ $amp ()$amp
()$
+micro-+$ )+$amp)012micro+)$ ()$
3amp$454$06 $78
+0+96micro+)$ 0454$06 +$7amp0$)$amp+$0$
$amp () DNA
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 2947
laquo$ampraquo ()amp DNA
amp+-0 01 amp2001 01 345)1 6$71
8-(micro8 amp)98
$amp()( (+ amp$-+ (
DNA 0 micro 123$ (45678
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 3047
$amp() )(+)
amp (-+
(amp$+) 5rsquo3rsquo
01amp() )(+)
amp (-+
(amp$+) 3rsquo5rsquo
23 5rsquo 4563 738 796429lt
=29gt gt9 gt38532ABlt3
973micro9568gtCA
micro Blt36CD2lt5E B64FG
23 3rsquo 4563 738
796429lt =29gt
gt9 gt38532ABlt3
973micro9568gtCA
micro Blt36CD2lt5E
B64FG
ltF6H=microgt3FDF2=
26ltIDFI36lt5=
B3J86ltK3gt38532ABlt3
L0$amp()
L0)
) +ampL0) L+ 0M0
L) L+ + L+amp +
Lamp (++ L
N)-) +01
) L) + L
N)-) +01 0M
amp)+ +01 1 amp+ -0
$amp()( (+
()( micro- )01-
DNA micro$ 2$3+)(
5rsquo3rsquo
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 3147
$amp () RNA +amp-
0 amp 1+micro2amp
RNA +amp-3
micro45( $)1ampmicro() 67()
amp DNA(6)micro12amp 1859+ amp $amp 03 () 62micro(3
Okazaki (0+( 6(3)1($(3 ()6(5+ (
RNA +amp-
amp DNA(6)micro12amp (6(6amp17+ amp
$amp () 62micro(3 DNA
( 6+03 RNA+amp-3
65lt+ + +$5+
0 DNA
)=amp () ()
62micro(3 DNA micro ( +microamp)micro(
$)1ampmicro( 67( micro amp
12amp amp3 6+42amp3 ()DNA
H $amp ()micro+
DNA +- )$+ampmicro0-
(1-
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 3247
$amp() + -$+) micro -012 )amp3$45
micro$amp (ampamp()micro+amp) -+amp)
+amp)+012micro+amp3 -+amp3
amp01+4+
50$6(3
DNA amp)micro(78 7+4 amp+
(ampamp()micro+amp -+amp 99lt=gtlt
ABC
ADE=FltGgtlt
ABC
(06 20 DNA
078 amp) DNA
(0micro78
(4H+8 amp)
)+I20 micro
microamp+ampJ3 -+amp)3
RNA 0+863
+2amp micro6micro Okazaki
micro$amp 1)(8micro2+amp)
-+amp)
DNA amp)micro(78 7+4 amp+
1)(8micro2+amp -+amp
(micro03 ampamp8(-+0 8 J+18 +3 micro6microamp3 Okazaki)
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 3347
$amp()micro micro)+ )-+ )012+
micro$amp (ampamp()micro+amp) -+amp)
+amp)+012micro+amp3 -+amp3
DNA amp)micro(45 4+6
amp+ (ampamp()micro+amp -+amp (07 20 DNA
(0micro45
(68+5 amp)
)+920 micro
microamp+amp3 -+amp)3
RNA 0+573
micro7micro Okazaki
045 amp) DNA
micro$amp 1)(5micro2+amp) -+amp)
+amp)+012micro+amp3 -+amp3
DNA amp)micro(45 4+6 amp+ 1)(5micro2+amp -+amp
(micro03 ampamp5(-+0 5 +15 +3 micro7microamp3 Okazaki)
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 3447
Ε Ι Σ Α Γ Ω Γ Η Σ Τ Ι Σ Σ Υ Γ Χ Ρ Ο Ν Ε Σ Β Ι Ο Λ Ο Γ Ι Κ Ε Σ
Ε Π Ι Σ Τ Η Μ Ε Σ ΕΠΙΔΙΟΡΘΩΣΗ ΤΟΥ DN A
(05 ΟΚΤΩΒΡΙΟΥ 2007)
Στις προηγούμενες διαλέξεις είδαμε ότι η αντιγραφή διαθέτει τις κατάλληλες ασφαλιστικές δικλίδες
για την αποφυγή εισαγωγής λαθών μέσα στο DNA Ωστόσο ακόμα και με όλες αυτές τις προφυλά‐
ξεις από τη μεριά του κύτταρου είναι δυνατόν να συμβούν λάθη όπως για παράδειγμα η τοποθέ‐
τηση λάθος βάσης απέναντι σε μία άλλη (πχ G απέναντι από A) Τέτοια λάθη είναι εξαιρετικά σπά‐
νια (1 λάθος ανά 107 αντιγραφόμενα νουκλεοτίδια) και συνήθως δεν προκαλούν σοβαρά προβλήμα‐
τα στα κύτταρα (για λόγους που θα δούμε όταν μελετήσουμε τη μεταγραφή και τη μετάφραση του
γεν υλικού) Όμως υπάρχει πάντα η πιθανότητα μια μετάλλαξη (μόνιμη αλλαγή) του DNA όσο α‐
πλή και αν είναι να προκαλέσει σοβαρά προβλήματα στην επιβίωση ενός οργανισμού Ένα τέτοιο
πολύ κοινό παράδειγμα είναι η μετάλλαξη που προκαλεί τη δρεπανοκυτταρική αναιμία Πρόκειται
για τη μεταβολή ενός μόνου νουκλεοτιδίου από αδενίνη σε θυμίνη στο γονίδιο της β‐σφαιρίνης που
προκαλεί την παραγωγή ελαττωματικής πρωτεΐνης Αν ένα άτομο έχει κληρονομήσει 2 τέτοια μεταλ‐
λαγμένα γονίδια (ένα από κάθε γονέα) τότε όλη η αιμοσφαιρίνη του αίματος του είναι δυσλειτουρ‐
γική με αποτέλεσμα τον θάνατο Στην περίπτωση που έχει μόνο το ένα από τα δύο γονίδια μεταλ‐
λαγμένο τότε το άτομο αυτό έστω και με κάποια προβλήματα θα μπορέσει να έχει μια φυσιολογική
ζωή
Μια άλλη ασθένεια στην οποία διαδραματίζουν καθοριστικό ρόλο οι μεταλλάξεις είναι ο καρκίνος
Κατά τη διάρκεια της ζωής ενός ανθρώπου δημιουργούνται και συσσωρεύονται μεταλλάξεις στα
σωματικά κύτταρα του ανθρώπου και μπορεί να τύχει κάποιες από αυτές τις μεταλλάξεις να είναι σεγονίδια του κυτταρικού κύκλου Όσο μεγαλύτερο είναι ένα άτομο σε ηλικία τόσες μεγαλύτερες είναι
οι πιθανότητες να έχει συσσωρεύσει μια σειρά από μεταλλάξεις στα σωματικά του κύτταρα που θα
του προκαλέσουν καρκίνο Μάλιστα διάφορες έρευνες δείχνουν ότι οι πιθανότητες να εμφανίσει
κάποιος καρκίνο αυξάνουν εκθετικά με την ηλικία
Τελικά αυτό που συμβαίνει είναι ότι παρόλο που τα λάθη στην αντιγραφή του DNA είναι εξαιρετικά
σπάνια ο αριθμός των αντιγραφών που γίνονται σε ένα πολύπλοκο ευκαρυωτικό οργανισμό είναι
τόσος μεγάλος που αναπόφευκτα θα συσσωρευτεί ένας μεγάλος αριθμός από μεταλλάξεις στα σω‐
ματικά κύτταρα Για το λόγο αυτό όλα τα κύτταρα έχουν αποκτήσει ένα περίτεχνο σύνολο μηχανι‐
σμών μέσω των οποίων ελαττώνουν (περίπου κατά 100 φορές) τον αριθμό των μεταλλάξεων που
συμβαίνουν στο DNA τους Όλοι οι διαφορετικοί μηχανισμοί που έχουν ως σκοπό την απαλοιφή των
λαθών που γίνονται κατά την αντιγραφή περιγράφονται συλλογικά με τον όρο μηχανισμοί επιδιόρ‐θωσης του DNA
Ο βασικότερος μηχανισμός απαλοιφής λαθών ονομάζεται σύστημα επιδιόρθωσης των αταίριαστων
βάσεων του DNA και όπως φανερώνει το όνομά του η λειτουργία του είναι να αναγνωρίζει και να
διορθώνει τα αταίριαστα νουκλεοτίδια στον καινούργιο κλώνο του DNA Η διαδικασία της αναγνώ‐
ρισης του σωστού κλώνου είναι ίσως η πιο δύσκολη και σίγουρα η σημαντικότερη για τη σωστή επι‐
διόρθωση Αν το γονεϊκό κύτταρο δεν επιδιορθώσει τον μεταλλαγμένο κλώνο τότε το θυγατρικό κύτ‐
ταρο θα περιέχει μια μετάλλαξη ενώ το γονεϊκό καμία αν όμως το κύτταρο επιδιορθώσει τον λάθος
κλώνο (δηλ τον κλώνο εκμαγείο) τότε το αποτέλεσμα θα είναι να υπάρχει η μετάλλαξη και στους
δύο κλώνους και συνεπώς και σε όλα τα κύτταρα που θα δημιουργηθούν στο εξής Επομένως η επι‐
διόρθωση του λάθος κλώνου επιφέρει χειρότερα αποτελέσματα από ότι το ίδιο το λάθος εξαρχής Αν
και δεν είναι ακόμα γνωστός ο τρόπος με τον οποίο το σύστημα επιδιόρθωσης των αταίριαστων ζευ‐
γών αναγνωρίζει το νεοσυντιθέμενο κλώνο φαίνεται ότι οι νεοσυντιθέμενοι κλώνοι (τόσο ο προπο‐
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 3547
ρευόμενος όσο και ο καθυστερημένος) υφίσταται εγκοπές που καθοδηγούν το μηχανισμό στην ανα‐
γνώρισή τους
Όσον αφορά τη ίδια τη διαδικασία της επιδιόρθωσης αυτή πραγματοποιείται σε τρία βασικά στάδια
Κατά το πρώτο στάδιο κόβεται και αφαιρείται η λάθος βάση από το νεοσυντιθέμενο κλώνο με τη
βοήθεια μιας νουκλεάσης Στο 2ο στάδιο μια DNA πολυμεράση αναλαμβάνει να καλύψει το κενό που
δημιουργήθηκε χρησιμοποιώντας ως εκμαγείο τον σωστό κλώνο ενώ τη δουλειά τελειώνει στο 3ο
στάδιο μια DNA λιγάση που συνενώνει το κενό στο σκελετό του σακχαρο ‐φωσφορικού σκελετού του
νεοσυντιθέμενου κλώνου Είναι φανερό ότι η διαδικασία της επιδιόρθωσης μοιράζεται πολλούς μη‐
χανισμούς και ένζυμα με την αντιγραφή με τον τρόπο αυτό το κύτταρο χρησιμοποιεί ένζυμα τα ο‐
ποία είναι εξελιγμένα να συνθέτουν DNA με μεγάλη ακρίβεια ενώ συγχρόνως κάνει και οικονομία
πρώτων υλών
Βέβαια δεν οφείλονται όλα τα λάθη του DNA στο λάθος ταίριασμα βάσεων κατά την αντιγραφή Α‐
κόμα και όταν το DNA δεν αντιγράφεται υφίσταται συνεχώς βλάβες όπως και κάθε άλλο μόριο ενός
οργανισμού Οι βλάβες αυτές οφείλονται σε εξωγενής παράγοντες όπως για παράδειγμα η υψηλή
θερμοκρασία η υπεριώδης ακτινοβολία η ραδιενέργεια η έλλειψη πρώτων υλών (αβιταμίνωση)
κλπ Για παράδειγμα μια πολύ κοινή βλάβη που προκαλείται από την υπεριώδη ακτινοβολία είναι η
μετατροπή δύο γειτονικών βάσεων θυμίνης σε ένα διμερές θυμίνης Τέτοιες αλλαγές προκαλούν τη
μετατόπιση του πλαισίου ανάγνωσης του DNA που με τη σειρά του οδηγεί σε σοβαρά λάθη στις πα‐
ραγόμενες πρωτεΐνες Οι μηχανισμοί που χρησιμοποιούνται για την επιδιόρθωση τέτοιων λαθών
είναι διαφορετικοί από αυτόν που περιγράφθηκε μοιράζονται όμως πολλές διαδικασίες και ένζυμα
καθώς και τη βασική αρχή ότι χρησιμοποιείται ως εκμαγείο ο κλώνος που δεν έχει υποστεί λάθος
Από τα παραπάνω είναι φανερό ότι αν δεν υπήρχαν οι μηχανισμοί επιδιόρθωσης του DNA μια και
μόνο μέρα θα ήταν αρκετή για να συγκεντρώσουμε τόσες μεταλλάξεις στα κύτταρα μας που θα οδη‐
γούμασταν άμεσα στο θάνατο μας Είναι λογικό λοιπόν να υποθέσουμε ότι η φύση εξέλιξε αυτούς
τους μηχανισμούς πολύ νωρίς κατά την ανάπτυξη της ζωής και για το λόγο αυτό απαντώνται σχεδόν
απαράλλακτοι σε όλους τους οργανισμούς
ΠΕΡΙΣΣΟΤΕΡΗ ΑΝ ΑΓ ΝΩ ΣΗ
Κεφ 6 laquoDNAraquo από Alberts B Bray D Johnson A Lewis J Raff M Roberts K et al (2000) Βασι‐
κές Αρχές Κυτταρικής Βιολογίας Εισαγωγή στη Μοριακή Βιολογία του Κυττάρου (Χ Ζιούδρου Με‐
ταφ) Αθήνα Ιατρικές Εκδόσεις ΠΧ Πασχαλίδη
ΠΡΟΑΙΡΕΤΙΚΗ ΑΝΑΓΝΩΣΗ (ΣΤΑ ΑΓΓΛΙΚΑ)
Θέμα Πηγή
Δρεπανοκυτταρική αναιμία httpenwikipediaorgwikiSickle_cell_anemia
Επιδιόρθωση του DNA httpenwikipediaorgwikiDNA_repair
Μετάλλαξη httpenwikipediaorgwikiMutation
Σύστημα επιδιόρθωσης των αταί‐
ριαστων βάσεων του DNAhttpenwikipediaorgwikiMismatch_repair
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 3647
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 3747
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 3847
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 3947
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 4047
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 4147
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 4247
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 4347
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 4447
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 4547
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 4647
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 4747
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 1747
micro$ amp () DNA+-$ micro0
$10-
2)$amp3(
$amp+2 DNA
43567 83+2 9)
)22(0 micro3(05 ()lt
micro3 3micro5lt )-6=2) ($=$$23lt 6-0micromicrolt
$amp+2 DNA 9amp amp$0 DNA
0$10-+-$=lt
$3amp3(=lt
DNA $
ampmicro () +
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 1847
micro$
amp($$
)+$
(micro-
+0-$+
0+amp$$
amp)1amp+232+4)- )(5(-
$amp ()
+micro-)micro(012
34+$) +( 50-6
701 (8 DNA
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 1947
$amp () + DNA
$amp()amp+
micro+
- 01-00
micro23
01-00
3rsquo )$
5rsquo )$ 3rsquo )$
5rsquo )$
4amp
50)$
micro+ 6)$7+$6
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 2047
$ampmicro( micromicro)+ micro-micro(0
micro$amp ()$ +$hellip-((
micro$ micro01amp 123+1
45$6 Morse
789$
DNA
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 2147
$ amp()amp +$-$ 0 +12amp3amp($0 4 2 56$52 micro40 +7$820
$amp $amp ( $amp C
amp)+
amp- DNAmicro0123 )4212amp5
)26074 )26074 B )26074 C
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 2247
$amp( )+ +amp-)(+
)amp 0+(amp )$1
2-345(+$1 )amp +6578amp
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 2347
$ amp($ DNA)$ micro+(
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 2447
$amp S
$amp Srsquo
$amp-(micro)+ S
$amp ($amp Srsquo
$amp ($amp S
($amp-(micro)+ Srsquo
)-(0 (laquo1)2-(0raquo) 310 () DNA
To DNA $ ampmicro(amp) (+ - amp
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 2547
$amp (laquo($ampraquo) )$amp +$ DNA
-0123
-0123
-0123
456($+7 )$+7 +$87 DNA
H $amp( ) DNA
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 2647
H $amp () +) -+) (0 DNA
12 micro 32(45 $(643)
$amp ($)amp+
-0(1 DNA
-)2(1)3 $ -)4+ 5)
micro $ 61+7) laquo(amp$+amp)0(raquo
4amp0$8(9(
micro1(0(1 DNA micro
5$1)micro ) lt(7 DNA
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 2747
$amp()amp+ ()micro+-)micro 0$1 23(451
micro$amp262 7(1 289$$1 amp$962-$1 $amp221
7+ 70070lt1 4$=(8$1 23(451
$amp( )$+amp(
-$0)1 $( 2345(
2345( )$+(
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 2847
5rsquo $ $amp ()$amp
3rsquo $ $amp ()$amp
5rsquo $ $amp ()$amp
3rsquo $ $amp ()$amp
()$
+micro-+$ )+$amp)012micro+)$ ()$
3amp$454$06 $78
+0+96micro+)$ 0454$06 +$7amp0$)$amp+$0$
$amp () DNA
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 2947
laquo$ampraquo ()amp DNA
amp+-0 01 amp2001 01 345)1 6$71
8-(micro8 amp)98
$amp()( (+ amp$-+ (
DNA 0 micro 123$ (45678
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 3047
$amp() )(+)
amp (-+
(amp$+) 5rsquo3rsquo
01amp() )(+)
amp (-+
(amp$+) 3rsquo5rsquo
23 5rsquo 4563 738 796429lt
=29gt gt9 gt38532ABlt3
973micro9568gtCA
micro Blt36CD2lt5E B64FG
23 3rsquo 4563 738
796429lt =29gt
gt9 gt38532ABlt3
973micro9568gtCA
micro Blt36CD2lt5E
B64FG
ltF6H=microgt3FDF2=
26ltIDFI36lt5=
B3J86ltK3gt38532ABlt3
L0$amp()
L0)
) +ampL0) L+ 0M0
L) L+ + L+amp +
Lamp (++ L
N)-) +01
) L) + L
N)-) +01 0M
amp)+ +01 1 amp+ -0
$amp()( (+
()( micro- )01-
DNA micro$ 2$3+)(
5rsquo3rsquo
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 3147
$amp () RNA +amp-
0 amp 1+micro2amp
RNA +amp-3
micro45( $)1ampmicro() 67()
amp DNA(6)micro12amp 1859+ amp $amp 03 () 62micro(3
Okazaki (0+( 6(3)1($(3 ()6(5+ (
RNA +amp-
amp DNA(6)micro12amp (6(6amp17+ amp
$amp () 62micro(3 DNA
( 6+03 RNA+amp-3
65lt+ + +$5+
0 DNA
)=amp () ()
62micro(3 DNA micro ( +microamp)micro(
$)1ampmicro( 67( micro amp
12amp amp3 6+42amp3 ()DNA
H $amp ()micro+
DNA +- )$+ampmicro0-
(1-
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 3247
$amp() + -$+) micro -012 )amp3$45
micro$amp (ampamp()micro+amp) -+amp)
+amp)+012micro+amp3 -+amp3
amp01+4+
50$6(3
DNA amp)micro(78 7+4 amp+
(ampamp()micro+amp -+amp 99lt=gtlt
ABC
ADE=FltGgtlt
ABC
(06 20 DNA
078 amp) DNA
(0micro78
(4H+8 amp)
)+I20 micro
microamp+ampJ3 -+amp)3
RNA 0+863
+2amp micro6micro Okazaki
micro$amp 1)(8micro2+amp)
-+amp)
DNA amp)micro(78 7+4 amp+
1)(8micro2+amp -+amp
(micro03 ampamp8(-+0 8 J+18 +3 micro6microamp3 Okazaki)
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 3347
$amp()micro micro)+ )-+ )012+
micro$amp (ampamp()micro+amp) -+amp)
+amp)+012micro+amp3 -+amp3
DNA amp)micro(45 4+6
amp+ (ampamp()micro+amp -+amp (07 20 DNA
(0micro45
(68+5 amp)
)+920 micro
microamp+amp3 -+amp)3
RNA 0+573
micro7micro Okazaki
045 amp) DNA
micro$amp 1)(5micro2+amp) -+amp)
+amp)+012micro+amp3 -+amp3
DNA amp)micro(45 4+6 amp+ 1)(5micro2+amp -+amp
(micro03 ampamp5(-+0 5 +15 +3 micro7microamp3 Okazaki)
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 3447
Ε Ι Σ Α Γ Ω Γ Η Σ Τ Ι Σ Σ Υ Γ Χ Ρ Ο Ν Ε Σ Β Ι Ο Λ Ο Γ Ι Κ Ε Σ
Ε Π Ι Σ Τ Η Μ Ε Σ ΕΠΙΔΙΟΡΘΩΣΗ ΤΟΥ DN A
(05 ΟΚΤΩΒΡΙΟΥ 2007)
Στις προηγούμενες διαλέξεις είδαμε ότι η αντιγραφή διαθέτει τις κατάλληλες ασφαλιστικές δικλίδες
για την αποφυγή εισαγωγής λαθών μέσα στο DNA Ωστόσο ακόμα και με όλες αυτές τις προφυλά‐
ξεις από τη μεριά του κύτταρου είναι δυνατόν να συμβούν λάθη όπως για παράδειγμα η τοποθέ‐
τηση λάθος βάσης απέναντι σε μία άλλη (πχ G απέναντι από A) Τέτοια λάθη είναι εξαιρετικά σπά‐
νια (1 λάθος ανά 107 αντιγραφόμενα νουκλεοτίδια) και συνήθως δεν προκαλούν σοβαρά προβλήμα‐
τα στα κύτταρα (για λόγους που θα δούμε όταν μελετήσουμε τη μεταγραφή και τη μετάφραση του
γεν υλικού) Όμως υπάρχει πάντα η πιθανότητα μια μετάλλαξη (μόνιμη αλλαγή) του DNA όσο α‐
πλή και αν είναι να προκαλέσει σοβαρά προβλήματα στην επιβίωση ενός οργανισμού Ένα τέτοιο
πολύ κοινό παράδειγμα είναι η μετάλλαξη που προκαλεί τη δρεπανοκυτταρική αναιμία Πρόκειται
για τη μεταβολή ενός μόνου νουκλεοτιδίου από αδενίνη σε θυμίνη στο γονίδιο της β‐σφαιρίνης που
προκαλεί την παραγωγή ελαττωματικής πρωτεΐνης Αν ένα άτομο έχει κληρονομήσει 2 τέτοια μεταλ‐
λαγμένα γονίδια (ένα από κάθε γονέα) τότε όλη η αιμοσφαιρίνη του αίματος του είναι δυσλειτουρ‐
γική με αποτέλεσμα τον θάνατο Στην περίπτωση που έχει μόνο το ένα από τα δύο γονίδια μεταλ‐
λαγμένο τότε το άτομο αυτό έστω και με κάποια προβλήματα θα μπορέσει να έχει μια φυσιολογική
ζωή
Μια άλλη ασθένεια στην οποία διαδραματίζουν καθοριστικό ρόλο οι μεταλλάξεις είναι ο καρκίνος
Κατά τη διάρκεια της ζωής ενός ανθρώπου δημιουργούνται και συσσωρεύονται μεταλλάξεις στα
σωματικά κύτταρα του ανθρώπου και μπορεί να τύχει κάποιες από αυτές τις μεταλλάξεις να είναι σεγονίδια του κυτταρικού κύκλου Όσο μεγαλύτερο είναι ένα άτομο σε ηλικία τόσες μεγαλύτερες είναι
οι πιθανότητες να έχει συσσωρεύσει μια σειρά από μεταλλάξεις στα σωματικά του κύτταρα που θα
του προκαλέσουν καρκίνο Μάλιστα διάφορες έρευνες δείχνουν ότι οι πιθανότητες να εμφανίσει
κάποιος καρκίνο αυξάνουν εκθετικά με την ηλικία
Τελικά αυτό που συμβαίνει είναι ότι παρόλο που τα λάθη στην αντιγραφή του DNA είναι εξαιρετικά
σπάνια ο αριθμός των αντιγραφών που γίνονται σε ένα πολύπλοκο ευκαρυωτικό οργανισμό είναι
τόσος μεγάλος που αναπόφευκτα θα συσσωρευτεί ένας μεγάλος αριθμός από μεταλλάξεις στα σω‐
ματικά κύτταρα Για το λόγο αυτό όλα τα κύτταρα έχουν αποκτήσει ένα περίτεχνο σύνολο μηχανι‐
σμών μέσω των οποίων ελαττώνουν (περίπου κατά 100 φορές) τον αριθμό των μεταλλάξεων που
συμβαίνουν στο DNA τους Όλοι οι διαφορετικοί μηχανισμοί που έχουν ως σκοπό την απαλοιφή των
λαθών που γίνονται κατά την αντιγραφή περιγράφονται συλλογικά με τον όρο μηχανισμοί επιδιόρ‐θωσης του DNA
Ο βασικότερος μηχανισμός απαλοιφής λαθών ονομάζεται σύστημα επιδιόρθωσης των αταίριαστων
βάσεων του DNA και όπως φανερώνει το όνομά του η λειτουργία του είναι να αναγνωρίζει και να
διορθώνει τα αταίριαστα νουκλεοτίδια στον καινούργιο κλώνο του DNA Η διαδικασία της αναγνώ‐
ρισης του σωστού κλώνου είναι ίσως η πιο δύσκολη και σίγουρα η σημαντικότερη για τη σωστή επι‐
διόρθωση Αν το γονεϊκό κύτταρο δεν επιδιορθώσει τον μεταλλαγμένο κλώνο τότε το θυγατρικό κύτ‐
ταρο θα περιέχει μια μετάλλαξη ενώ το γονεϊκό καμία αν όμως το κύτταρο επιδιορθώσει τον λάθος
κλώνο (δηλ τον κλώνο εκμαγείο) τότε το αποτέλεσμα θα είναι να υπάρχει η μετάλλαξη και στους
δύο κλώνους και συνεπώς και σε όλα τα κύτταρα που θα δημιουργηθούν στο εξής Επομένως η επι‐
διόρθωση του λάθος κλώνου επιφέρει χειρότερα αποτελέσματα από ότι το ίδιο το λάθος εξαρχής Αν
και δεν είναι ακόμα γνωστός ο τρόπος με τον οποίο το σύστημα επιδιόρθωσης των αταίριαστων ζευ‐
γών αναγνωρίζει το νεοσυντιθέμενο κλώνο φαίνεται ότι οι νεοσυντιθέμενοι κλώνοι (τόσο ο προπο‐
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 3547
ρευόμενος όσο και ο καθυστερημένος) υφίσταται εγκοπές που καθοδηγούν το μηχανισμό στην ανα‐
γνώρισή τους
Όσον αφορά τη ίδια τη διαδικασία της επιδιόρθωσης αυτή πραγματοποιείται σε τρία βασικά στάδια
Κατά το πρώτο στάδιο κόβεται και αφαιρείται η λάθος βάση από το νεοσυντιθέμενο κλώνο με τη
βοήθεια μιας νουκλεάσης Στο 2ο στάδιο μια DNA πολυμεράση αναλαμβάνει να καλύψει το κενό που
δημιουργήθηκε χρησιμοποιώντας ως εκμαγείο τον σωστό κλώνο ενώ τη δουλειά τελειώνει στο 3ο
στάδιο μια DNA λιγάση που συνενώνει το κενό στο σκελετό του σακχαρο ‐φωσφορικού σκελετού του
νεοσυντιθέμενου κλώνου Είναι φανερό ότι η διαδικασία της επιδιόρθωσης μοιράζεται πολλούς μη‐
χανισμούς και ένζυμα με την αντιγραφή με τον τρόπο αυτό το κύτταρο χρησιμοποιεί ένζυμα τα ο‐
ποία είναι εξελιγμένα να συνθέτουν DNA με μεγάλη ακρίβεια ενώ συγχρόνως κάνει και οικονομία
πρώτων υλών
Βέβαια δεν οφείλονται όλα τα λάθη του DNA στο λάθος ταίριασμα βάσεων κατά την αντιγραφή Α‐
κόμα και όταν το DNA δεν αντιγράφεται υφίσταται συνεχώς βλάβες όπως και κάθε άλλο μόριο ενός
οργανισμού Οι βλάβες αυτές οφείλονται σε εξωγενής παράγοντες όπως για παράδειγμα η υψηλή
θερμοκρασία η υπεριώδης ακτινοβολία η ραδιενέργεια η έλλειψη πρώτων υλών (αβιταμίνωση)
κλπ Για παράδειγμα μια πολύ κοινή βλάβη που προκαλείται από την υπεριώδη ακτινοβολία είναι η
μετατροπή δύο γειτονικών βάσεων θυμίνης σε ένα διμερές θυμίνης Τέτοιες αλλαγές προκαλούν τη
μετατόπιση του πλαισίου ανάγνωσης του DNA που με τη σειρά του οδηγεί σε σοβαρά λάθη στις πα‐
ραγόμενες πρωτεΐνες Οι μηχανισμοί που χρησιμοποιούνται για την επιδιόρθωση τέτοιων λαθών
είναι διαφορετικοί από αυτόν που περιγράφθηκε μοιράζονται όμως πολλές διαδικασίες και ένζυμα
καθώς και τη βασική αρχή ότι χρησιμοποιείται ως εκμαγείο ο κλώνος που δεν έχει υποστεί λάθος
Από τα παραπάνω είναι φανερό ότι αν δεν υπήρχαν οι μηχανισμοί επιδιόρθωσης του DNA μια και
μόνο μέρα θα ήταν αρκετή για να συγκεντρώσουμε τόσες μεταλλάξεις στα κύτταρα μας που θα οδη‐
γούμασταν άμεσα στο θάνατο μας Είναι λογικό λοιπόν να υποθέσουμε ότι η φύση εξέλιξε αυτούς
τους μηχανισμούς πολύ νωρίς κατά την ανάπτυξη της ζωής και για το λόγο αυτό απαντώνται σχεδόν
απαράλλακτοι σε όλους τους οργανισμούς
ΠΕΡΙΣΣΟΤΕΡΗ ΑΝ ΑΓ ΝΩ ΣΗ
Κεφ 6 laquoDNAraquo από Alberts B Bray D Johnson A Lewis J Raff M Roberts K et al (2000) Βασι‐
κές Αρχές Κυτταρικής Βιολογίας Εισαγωγή στη Μοριακή Βιολογία του Κυττάρου (Χ Ζιούδρου Με‐
ταφ) Αθήνα Ιατρικές Εκδόσεις ΠΧ Πασχαλίδη
ΠΡΟΑΙΡΕΤΙΚΗ ΑΝΑΓΝΩΣΗ (ΣΤΑ ΑΓΓΛΙΚΑ)
Θέμα Πηγή
Δρεπανοκυτταρική αναιμία httpenwikipediaorgwikiSickle_cell_anemia
Επιδιόρθωση του DNA httpenwikipediaorgwikiDNA_repair
Μετάλλαξη httpenwikipediaorgwikiMutation
Σύστημα επιδιόρθωσης των αταί‐
ριαστων βάσεων του DNAhttpenwikipediaorgwikiMismatch_repair
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 3647
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 3747
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 3847
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 3947
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 4047
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 4147
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 4247
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 4347
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 4447
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 4547
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 4647
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 4747
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 1847
micro$
amp($$
)+$
(micro-
+0-$+
0+amp$$
amp)1amp+232+4)- )(5(-
$amp ()
+micro-)micro(012
34+$) +( 50-6
701 (8 DNA
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 1947
$amp () + DNA
$amp()amp+
micro+
- 01-00
micro23
01-00
3rsquo )$
5rsquo )$ 3rsquo )$
5rsquo )$
4amp
50)$
micro+ 6)$7+$6
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 2047
$ampmicro( micromicro)+ micro-micro(0
micro$amp ()$ +$hellip-((
micro$ micro01amp 123+1
45$6 Morse
789$
DNA
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 2147
$ amp()amp +$-$ 0 +12amp3amp($0 4 2 56$52 micro40 +7$820
$amp $amp ( $amp C
amp)+
amp- DNAmicro0123 )4212amp5
)26074 )26074 B )26074 C
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 2247
$amp( )+ +amp-)(+
)amp 0+(amp )$1
2-345(+$1 )amp +6578amp
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 2347
$ amp($ DNA)$ micro+(
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 2447
$amp S
$amp Srsquo
$amp-(micro)+ S
$amp ($amp Srsquo
$amp ($amp S
($amp-(micro)+ Srsquo
)-(0 (laquo1)2-(0raquo) 310 () DNA
To DNA $ ampmicro(amp) (+ - amp
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 2547
$amp (laquo($ampraquo) )$amp +$ DNA
-0123
-0123
-0123
456($+7 )$+7 +$87 DNA
H $amp( ) DNA
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 2647
H $amp () +) -+) (0 DNA
12 micro 32(45 $(643)
$amp ($)amp+
-0(1 DNA
-)2(1)3 $ -)4+ 5)
micro $ 61+7) laquo(amp$+amp)0(raquo
4amp0$8(9(
micro1(0(1 DNA micro
5$1)micro ) lt(7 DNA
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 2747
$amp()amp+ ()micro+-)micro 0$1 23(451
micro$amp262 7(1 289$$1 amp$962-$1 $amp221
7+ 70070lt1 4$=(8$1 23(451
$amp( )$+amp(
-$0)1 $( 2345(
2345( )$+(
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 2847
5rsquo $ $amp ()$amp
3rsquo $ $amp ()$amp
5rsquo $ $amp ()$amp
3rsquo $ $amp ()$amp
()$
+micro-+$ )+$amp)012micro+)$ ()$
3amp$454$06 $78
+0+96micro+)$ 0454$06 +$7amp0$)$amp+$0$
$amp () DNA
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 2947
laquo$ampraquo ()amp DNA
amp+-0 01 amp2001 01 345)1 6$71
8-(micro8 amp)98
$amp()( (+ amp$-+ (
DNA 0 micro 123$ (45678
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 3047
$amp() )(+)
amp (-+
(amp$+) 5rsquo3rsquo
01amp() )(+)
amp (-+
(amp$+) 3rsquo5rsquo
23 5rsquo 4563 738 796429lt
=29gt gt9 gt38532ABlt3
973micro9568gtCA
micro Blt36CD2lt5E B64FG
23 3rsquo 4563 738
796429lt =29gt
gt9 gt38532ABlt3
973micro9568gtCA
micro Blt36CD2lt5E
B64FG
ltF6H=microgt3FDF2=
26ltIDFI36lt5=
B3J86ltK3gt38532ABlt3
L0$amp()
L0)
) +ampL0) L+ 0M0
L) L+ + L+amp +
Lamp (++ L
N)-) +01
) L) + L
N)-) +01 0M
amp)+ +01 1 amp+ -0
$amp()( (+
()( micro- )01-
DNA micro$ 2$3+)(
5rsquo3rsquo
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 3147
$amp () RNA +amp-
0 amp 1+micro2amp
RNA +amp-3
micro45( $)1ampmicro() 67()
amp DNA(6)micro12amp 1859+ amp $amp 03 () 62micro(3
Okazaki (0+( 6(3)1($(3 ()6(5+ (
RNA +amp-
amp DNA(6)micro12amp (6(6amp17+ amp
$amp () 62micro(3 DNA
( 6+03 RNA+amp-3
65lt+ + +$5+
0 DNA
)=amp () ()
62micro(3 DNA micro ( +microamp)micro(
$)1ampmicro( 67( micro amp
12amp amp3 6+42amp3 ()DNA
H $amp ()micro+
DNA +- )$+ampmicro0-
(1-
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 3247
$amp() + -$+) micro -012 )amp3$45
micro$amp (ampamp()micro+amp) -+amp)
+amp)+012micro+amp3 -+amp3
amp01+4+
50$6(3
DNA amp)micro(78 7+4 amp+
(ampamp()micro+amp -+amp 99lt=gtlt
ABC
ADE=FltGgtlt
ABC
(06 20 DNA
078 amp) DNA
(0micro78
(4H+8 amp)
)+I20 micro
microamp+ampJ3 -+amp)3
RNA 0+863
+2amp micro6micro Okazaki
micro$amp 1)(8micro2+amp)
-+amp)
DNA amp)micro(78 7+4 amp+
1)(8micro2+amp -+amp
(micro03 ampamp8(-+0 8 J+18 +3 micro6microamp3 Okazaki)
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 3347
$amp()micro micro)+ )-+ )012+
micro$amp (ampamp()micro+amp) -+amp)
+amp)+012micro+amp3 -+amp3
DNA amp)micro(45 4+6
amp+ (ampamp()micro+amp -+amp (07 20 DNA
(0micro45
(68+5 amp)
)+920 micro
microamp+amp3 -+amp)3
RNA 0+573
micro7micro Okazaki
045 amp) DNA
micro$amp 1)(5micro2+amp) -+amp)
+amp)+012micro+amp3 -+amp3
DNA amp)micro(45 4+6 amp+ 1)(5micro2+amp -+amp
(micro03 ampamp5(-+0 5 +15 +3 micro7microamp3 Okazaki)
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 3447
Ε Ι Σ Α Γ Ω Γ Η Σ Τ Ι Σ Σ Υ Γ Χ Ρ Ο Ν Ε Σ Β Ι Ο Λ Ο Γ Ι Κ Ε Σ
Ε Π Ι Σ Τ Η Μ Ε Σ ΕΠΙΔΙΟΡΘΩΣΗ ΤΟΥ DN A
(05 ΟΚΤΩΒΡΙΟΥ 2007)
Στις προηγούμενες διαλέξεις είδαμε ότι η αντιγραφή διαθέτει τις κατάλληλες ασφαλιστικές δικλίδες
για την αποφυγή εισαγωγής λαθών μέσα στο DNA Ωστόσο ακόμα και με όλες αυτές τις προφυλά‐
ξεις από τη μεριά του κύτταρου είναι δυνατόν να συμβούν λάθη όπως για παράδειγμα η τοποθέ‐
τηση λάθος βάσης απέναντι σε μία άλλη (πχ G απέναντι από A) Τέτοια λάθη είναι εξαιρετικά σπά‐
νια (1 λάθος ανά 107 αντιγραφόμενα νουκλεοτίδια) και συνήθως δεν προκαλούν σοβαρά προβλήμα‐
τα στα κύτταρα (για λόγους που θα δούμε όταν μελετήσουμε τη μεταγραφή και τη μετάφραση του
γεν υλικού) Όμως υπάρχει πάντα η πιθανότητα μια μετάλλαξη (μόνιμη αλλαγή) του DNA όσο α‐
πλή και αν είναι να προκαλέσει σοβαρά προβλήματα στην επιβίωση ενός οργανισμού Ένα τέτοιο
πολύ κοινό παράδειγμα είναι η μετάλλαξη που προκαλεί τη δρεπανοκυτταρική αναιμία Πρόκειται
για τη μεταβολή ενός μόνου νουκλεοτιδίου από αδενίνη σε θυμίνη στο γονίδιο της β‐σφαιρίνης που
προκαλεί την παραγωγή ελαττωματικής πρωτεΐνης Αν ένα άτομο έχει κληρονομήσει 2 τέτοια μεταλ‐
λαγμένα γονίδια (ένα από κάθε γονέα) τότε όλη η αιμοσφαιρίνη του αίματος του είναι δυσλειτουρ‐
γική με αποτέλεσμα τον θάνατο Στην περίπτωση που έχει μόνο το ένα από τα δύο γονίδια μεταλ‐
λαγμένο τότε το άτομο αυτό έστω και με κάποια προβλήματα θα μπορέσει να έχει μια φυσιολογική
ζωή
Μια άλλη ασθένεια στην οποία διαδραματίζουν καθοριστικό ρόλο οι μεταλλάξεις είναι ο καρκίνος
Κατά τη διάρκεια της ζωής ενός ανθρώπου δημιουργούνται και συσσωρεύονται μεταλλάξεις στα
σωματικά κύτταρα του ανθρώπου και μπορεί να τύχει κάποιες από αυτές τις μεταλλάξεις να είναι σεγονίδια του κυτταρικού κύκλου Όσο μεγαλύτερο είναι ένα άτομο σε ηλικία τόσες μεγαλύτερες είναι
οι πιθανότητες να έχει συσσωρεύσει μια σειρά από μεταλλάξεις στα σωματικά του κύτταρα που θα
του προκαλέσουν καρκίνο Μάλιστα διάφορες έρευνες δείχνουν ότι οι πιθανότητες να εμφανίσει
κάποιος καρκίνο αυξάνουν εκθετικά με την ηλικία
Τελικά αυτό που συμβαίνει είναι ότι παρόλο που τα λάθη στην αντιγραφή του DNA είναι εξαιρετικά
σπάνια ο αριθμός των αντιγραφών που γίνονται σε ένα πολύπλοκο ευκαρυωτικό οργανισμό είναι
τόσος μεγάλος που αναπόφευκτα θα συσσωρευτεί ένας μεγάλος αριθμός από μεταλλάξεις στα σω‐
ματικά κύτταρα Για το λόγο αυτό όλα τα κύτταρα έχουν αποκτήσει ένα περίτεχνο σύνολο μηχανι‐
σμών μέσω των οποίων ελαττώνουν (περίπου κατά 100 φορές) τον αριθμό των μεταλλάξεων που
συμβαίνουν στο DNA τους Όλοι οι διαφορετικοί μηχανισμοί που έχουν ως σκοπό την απαλοιφή των
λαθών που γίνονται κατά την αντιγραφή περιγράφονται συλλογικά με τον όρο μηχανισμοί επιδιόρ‐θωσης του DNA
Ο βασικότερος μηχανισμός απαλοιφής λαθών ονομάζεται σύστημα επιδιόρθωσης των αταίριαστων
βάσεων του DNA και όπως φανερώνει το όνομά του η λειτουργία του είναι να αναγνωρίζει και να
διορθώνει τα αταίριαστα νουκλεοτίδια στον καινούργιο κλώνο του DNA Η διαδικασία της αναγνώ‐
ρισης του σωστού κλώνου είναι ίσως η πιο δύσκολη και σίγουρα η σημαντικότερη για τη σωστή επι‐
διόρθωση Αν το γονεϊκό κύτταρο δεν επιδιορθώσει τον μεταλλαγμένο κλώνο τότε το θυγατρικό κύτ‐
ταρο θα περιέχει μια μετάλλαξη ενώ το γονεϊκό καμία αν όμως το κύτταρο επιδιορθώσει τον λάθος
κλώνο (δηλ τον κλώνο εκμαγείο) τότε το αποτέλεσμα θα είναι να υπάρχει η μετάλλαξη και στους
δύο κλώνους και συνεπώς και σε όλα τα κύτταρα που θα δημιουργηθούν στο εξής Επομένως η επι‐
διόρθωση του λάθος κλώνου επιφέρει χειρότερα αποτελέσματα από ότι το ίδιο το λάθος εξαρχής Αν
και δεν είναι ακόμα γνωστός ο τρόπος με τον οποίο το σύστημα επιδιόρθωσης των αταίριαστων ζευ‐
γών αναγνωρίζει το νεοσυντιθέμενο κλώνο φαίνεται ότι οι νεοσυντιθέμενοι κλώνοι (τόσο ο προπο‐
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 3547
ρευόμενος όσο και ο καθυστερημένος) υφίσταται εγκοπές που καθοδηγούν το μηχανισμό στην ανα‐
γνώρισή τους
Όσον αφορά τη ίδια τη διαδικασία της επιδιόρθωσης αυτή πραγματοποιείται σε τρία βασικά στάδια
Κατά το πρώτο στάδιο κόβεται και αφαιρείται η λάθος βάση από το νεοσυντιθέμενο κλώνο με τη
βοήθεια μιας νουκλεάσης Στο 2ο στάδιο μια DNA πολυμεράση αναλαμβάνει να καλύψει το κενό που
δημιουργήθηκε χρησιμοποιώντας ως εκμαγείο τον σωστό κλώνο ενώ τη δουλειά τελειώνει στο 3ο
στάδιο μια DNA λιγάση που συνενώνει το κενό στο σκελετό του σακχαρο ‐φωσφορικού σκελετού του
νεοσυντιθέμενου κλώνου Είναι φανερό ότι η διαδικασία της επιδιόρθωσης μοιράζεται πολλούς μη‐
χανισμούς και ένζυμα με την αντιγραφή με τον τρόπο αυτό το κύτταρο χρησιμοποιεί ένζυμα τα ο‐
ποία είναι εξελιγμένα να συνθέτουν DNA με μεγάλη ακρίβεια ενώ συγχρόνως κάνει και οικονομία
πρώτων υλών
Βέβαια δεν οφείλονται όλα τα λάθη του DNA στο λάθος ταίριασμα βάσεων κατά την αντιγραφή Α‐
κόμα και όταν το DNA δεν αντιγράφεται υφίσταται συνεχώς βλάβες όπως και κάθε άλλο μόριο ενός
οργανισμού Οι βλάβες αυτές οφείλονται σε εξωγενής παράγοντες όπως για παράδειγμα η υψηλή
θερμοκρασία η υπεριώδης ακτινοβολία η ραδιενέργεια η έλλειψη πρώτων υλών (αβιταμίνωση)
κλπ Για παράδειγμα μια πολύ κοινή βλάβη που προκαλείται από την υπεριώδη ακτινοβολία είναι η
μετατροπή δύο γειτονικών βάσεων θυμίνης σε ένα διμερές θυμίνης Τέτοιες αλλαγές προκαλούν τη
μετατόπιση του πλαισίου ανάγνωσης του DNA που με τη σειρά του οδηγεί σε σοβαρά λάθη στις πα‐
ραγόμενες πρωτεΐνες Οι μηχανισμοί που χρησιμοποιούνται για την επιδιόρθωση τέτοιων λαθών
είναι διαφορετικοί από αυτόν που περιγράφθηκε μοιράζονται όμως πολλές διαδικασίες και ένζυμα
καθώς και τη βασική αρχή ότι χρησιμοποιείται ως εκμαγείο ο κλώνος που δεν έχει υποστεί λάθος
Από τα παραπάνω είναι φανερό ότι αν δεν υπήρχαν οι μηχανισμοί επιδιόρθωσης του DNA μια και
μόνο μέρα θα ήταν αρκετή για να συγκεντρώσουμε τόσες μεταλλάξεις στα κύτταρα μας που θα οδη‐
γούμασταν άμεσα στο θάνατο μας Είναι λογικό λοιπόν να υποθέσουμε ότι η φύση εξέλιξε αυτούς
τους μηχανισμούς πολύ νωρίς κατά την ανάπτυξη της ζωής και για το λόγο αυτό απαντώνται σχεδόν
απαράλλακτοι σε όλους τους οργανισμούς
ΠΕΡΙΣΣΟΤΕΡΗ ΑΝ ΑΓ ΝΩ ΣΗ
Κεφ 6 laquoDNAraquo από Alberts B Bray D Johnson A Lewis J Raff M Roberts K et al (2000) Βασι‐
κές Αρχές Κυτταρικής Βιολογίας Εισαγωγή στη Μοριακή Βιολογία του Κυττάρου (Χ Ζιούδρου Με‐
ταφ) Αθήνα Ιατρικές Εκδόσεις ΠΧ Πασχαλίδη
ΠΡΟΑΙΡΕΤΙΚΗ ΑΝΑΓΝΩΣΗ (ΣΤΑ ΑΓΓΛΙΚΑ)
Θέμα Πηγή
Δρεπανοκυτταρική αναιμία httpenwikipediaorgwikiSickle_cell_anemia
Επιδιόρθωση του DNA httpenwikipediaorgwikiDNA_repair
Μετάλλαξη httpenwikipediaorgwikiMutation
Σύστημα επιδιόρθωσης των αταί‐
ριαστων βάσεων του DNAhttpenwikipediaorgwikiMismatch_repair
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 3647
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 3747
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 3847
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 3947
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 4047
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 4147
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 4247
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 4347
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 4447
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 4547
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 4647
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 4747
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 1947
$amp () + DNA
$amp()amp+
micro+
- 01-00
micro23
01-00
3rsquo )$
5rsquo )$ 3rsquo )$
5rsquo )$
4amp
50)$
micro+ 6)$7+$6
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 2047
$ampmicro( micromicro)+ micro-micro(0
micro$amp ()$ +$hellip-((
micro$ micro01amp 123+1
45$6 Morse
789$
DNA
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 2147
$ amp()amp +$-$ 0 +12amp3amp($0 4 2 56$52 micro40 +7$820
$amp $amp ( $amp C
amp)+
amp- DNAmicro0123 )4212amp5
)26074 )26074 B )26074 C
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 2247
$amp( )+ +amp-)(+
)amp 0+(amp )$1
2-345(+$1 )amp +6578amp
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 2347
$ amp($ DNA)$ micro+(
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 2447
$amp S
$amp Srsquo
$amp-(micro)+ S
$amp ($amp Srsquo
$amp ($amp S
($amp-(micro)+ Srsquo
)-(0 (laquo1)2-(0raquo) 310 () DNA
To DNA $ ampmicro(amp) (+ - amp
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 2547
$amp (laquo($ampraquo) )$amp +$ DNA
-0123
-0123
-0123
456($+7 )$+7 +$87 DNA
H $amp( ) DNA
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 2647
H $amp () +) -+) (0 DNA
12 micro 32(45 $(643)
$amp ($)amp+
-0(1 DNA
-)2(1)3 $ -)4+ 5)
micro $ 61+7) laquo(amp$+amp)0(raquo
4amp0$8(9(
micro1(0(1 DNA micro
5$1)micro ) lt(7 DNA
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 2747
$amp()amp+ ()micro+-)micro 0$1 23(451
micro$amp262 7(1 289$$1 amp$962-$1 $amp221
7+ 70070lt1 4$=(8$1 23(451
$amp( )$+amp(
-$0)1 $( 2345(
2345( )$+(
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 2847
5rsquo $ $amp ()$amp
3rsquo $ $amp ()$amp
5rsquo $ $amp ()$amp
3rsquo $ $amp ()$amp
()$
+micro-+$ )+$amp)012micro+)$ ()$
3amp$454$06 $78
+0+96micro+)$ 0454$06 +$7amp0$)$amp+$0$
$amp () DNA
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 2947
laquo$ampraquo ()amp DNA
amp+-0 01 amp2001 01 345)1 6$71
8-(micro8 amp)98
$amp()( (+ amp$-+ (
DNA 0 micro 123$ (45678
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 3047
$amp() )(+)
amp (-+
(amp$+) 5rsquo3rsquo
01amp() )(+)
amp (-+
(amp$+) 3rsquo5rsquo
23 5rsquo 4563 738 796429lt
=29gt gt9 gt38532ABlt3
973micro9568gtCA
micro Blt36CD2lt5E B64FG
23 3rsquo 4563 738
796429lt =29gt
gt9 gt38532ABlt3
973micro9568gtCA
micro Blt36CD2lt5E
B64FG
ltF6H=microgt3FDF2=
26ltIDFI36lt5=
B3J86ltK3gt38532ABlt3
L0$amp()
L0)
) +ampL0) L+ 0M0
L) L+ + L+amp +
Lamp (++ L
N)-) +01
) L) + L
N)-) +01 0M
amp)+ +01 1 amp+ -0
$amp()( (+
()( micro- )01-
DNA micro$ 2$3+)(
5rsquo3rsquo
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 3147
$amp () RNA +amp-
0 amp 1+micro2amp
RNA +amp-3
micro45( $)1ampmicro() 67()
amp DNA(6)micro12amp 1859+ amp $amp 03 () 62micro(3
Okazaki (0+( 6(3)1($(3 ()6(5+ (
RNA +amp-
amp DNA(6)micro12amp (6(6amp17+ amp
$amp () 62micro(3 DNA
( 6+03 RNA+amp-3
65lt+ + +$5+
0 DNA
)=amp () ()
62micro(3 DNA micro ( +microamp)micro(
$)1ampmicro( 67( micro amp
12amp amp3 6+42amp3 ()DNA
H $amp ()micro+
DNA +- )$+ampmicro0-
(1-
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 3247
$amp() + -$+) micro -012 )amp3$45
micro$amp (ampamp()micro+amp) -+amp)
+amp)+012micro+amp3 -+amp3
amp01+4+
50$6(3
DNA amp)micro(78 7+4 amp+
(ampamp()micro+amp -+amp 99lt=gtlt
ABC
ADE=FltGgtlt
ABC
(06 20 DNA
078 amp) DNA
(0micro78
(4H+8 amp)
)+I20 micro
microamp+ampJ3 -+amp)3
RNA 0+863
+2amp micro6micro Okazaki
micro$amp 1)(8micro2+amp)
-+amp)
DNA amp)micro(78 7+4 amp+
1)(8micro2+amp -+amp
(micro03 ampamp8(-+0 8 J+18 +3 micro6microamp3 Okazaki)
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 3347
$amp()micro micro)+ )-+ )012+
micro$amp (ampamp()micro+amp) -+amp)
+amp)+012micro+amp3 -+amp3
DNA amp)micro(45 4+6
amp+ (ampamp()micro+amp -+amp (07 20 DNA
(0micro45
(68+5 amp)
)+920 micro
microamp+amp3 -+amp)3
RNA 0+573
micro7micro Okazaki
045 amp) DNA
micro$amp 1)(5micro2+amp) -+amp)
+amp)+012micro+amp3 -+amp3
DNA amp)micro(45 4+6 amp+ 1)(5micro2+amp -+amp
(micro03 ampamp5(-+0 5 +15 +3 micro7microamp3 Okazaki)
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 3447
Ε Ι Σ Α Γ Ω Γ Η Σ Τ Ι Σ Σ Υ Γ Χ Ρ Ο Ν Ε Σ Β Ι Ο Λ Ο Γ Ι Κ Ε Σ
Ε Π Ι Σ Τ Η Μ Ε Σ ΕΠΙΔΙΟΡΘΩΣΗ ΤΟΥ DN A
(05 ΟΚΤΩΒΡΙΟΥ 2007)
Στις προηγούμενες διαλέξεις είδαμε ότι η αντιγραφή διαθέτει τις κατάλληλες ασφαλιστικές δικλίδες
για την αποφυγή εισαγωγής λαθών μέσα στο DNA Ωστόσο ακόμα και με όλες αυτές τις προφυλά‐
ξεις από τη μεριά του κύτταρου είναι δυνατόν να συμβούν λάθη όπως για παράδειγμα η τοποθέ‐
τηση λάθος βάσης απέναντι σε μία άλλη (πχ G απέναντι από A) Τέτοια λάθη είναι εξαιρετικά σπά‐
νια (1 λάθος ανά 107 αντιγραφόμενα νουκλεοτίδια) και συνήθως δεν προκαλούν σοβαρά προβλήμα‐
τα στα κύτταρα (για λόγους που θα δούμε όταν μελετήσουμε τη μεταγραφή και τη μετάφραση του
γεν υλικού) Όμως υπάρχει πάντα η πιθανότητα μια μετάλλαξη (μόνιμη αλλαγή) του DNA όσο α‐
πλή και αν είναι να προκαλέσει σοβαρά προβλήματα στην επιβίωση ενός οργανισμού Ένα τέτοιο
πολύ κοινό παράδειγμα είναι η μετάλλαξη που προκαλεί τη δρεπανοκυτταρική αναιμία Πρόκειται
για τη μεταβολή ενός μόνου νουκλεοτιδίου από αδενίνη σε θυμίνη στο γονίδιο της β‐σφαιρίνης που
προκαλεί την παραγωγή ελαττωματικής πρωτεΐνης Αν ένα άτομο έχει κληρονομήσει 2 τέτοια μεταλ‐
λαγμένα γονίδια (ένα από κάθε γονέα) τότε όλη η αιμοσφαιρίνη του αίματος του είναι δυσλειτουρ‐
γική με αποτέλεσμα τον θάνατο Στην περίπτωση που έχει μόνο το ένα από τα δύο γονίδια μεταλ‐
λαγμένο τότε το άτομο αυτό έστω και με κάποια προβλήματα θα μπορέσει να έχει μια φυσιολογική
ζωή
Μια άλλη ασθένεια στην οποία διαδραματίζουν καθοριστικό ρόλο οι μεταλλάξεις είναι ο καρκίνος
Κατά τη διάρκεια της ζωής ενός ανθρώπου δημιουργούνται και συσσωρεύονται μεταλλάξεις στα
σωματικά κύτταρα του ανθρώπου και μπορεί να τύχει κάποιες από αυτές τις μεταλλάξεις να είναι σεγονίδια του κυτταρικού κύκλου Όσο μεγαλύτερο είναι ένα άτομο σε ηλικία τόσες μεγαλύτερες είναι
οι πιθανότητες να έχει συσσωρεύσει μια σειρά από μεταλλάξεις στα σωματικά του κύτταρα που θα
του προκαλέσουν καρκίνο Μάλιστα διάφορες έρευνες δείχνουν ότι οι πιθανότητες να εμφανίσει
κάποιος καρκίνο αυξάνουν εκθετικά με την ηλικία
Τελικά αυτό που συμβαίνει είναι ότι παρόλο που τα λάθη στην αντιγραφή του DNA είναι εξαιρετικά
σπάνια ο αριθμός των αντιγραφών που γίνονται σε ένα πολύπλοκο ευκαρυωτικό οργανισμό είναι
τόσος μεγάλος που αναπόφευκτα θα συσσωρευτεί ένας μεγάλος αριθμός από μεταλλάξεις στα σω‐
ματικά κύτταρα Για το λόγο αυτό όλα τα κύτταρα έχουν αποκτήσει ένα περίτεχνο σύνολο μηχανι‐
σμών μέσω των οποίων ελαττώνουν (περίπου κατά 100 φορές) τον αριθμό των μεταλλάξεων που
συμβαίνουν στο DNA τους Όλοι οι διαφορετικοί μηχανισμοί που έχουν ως σκοπό την απαλοιφή των
λαθών που γίνονται κατά την αντιγραφή περιγράφονται συλλογικά με τον όρο μηχανισμοί επιδιόρ‐θωσης του DNA
Ο βασικότερος μηχανισμός απαλοιφής λαθών ονομάζεται σύστημα επιδιόρθωσης των αταίριαστων
βάσεων του DNA και όπως φανερώνει το όνομά του η λειτουργία του είναι να αναγνωρίζει και να
διορθώνει τα αταίριαστα νουκλεοτίδια στον καινούργιο κλώνο του DNA Η διαδικασία της αναγνώ‐
ρισης του σωστού κλώνου είναι ίσως η πιο δύσκολη και σίγουρα η σημαντικότερη για τη σωστή επι‐
διόρθωση Αν το γονεϊκό κύτταρο δεν επιδιορθώσει τον μεταλλαγμένο κλώνο τότε το θυγατρικό κύτ‐
ταρο θα περιέχει μια μετάλλαξη ενώ το γονεϊκό καμία αν όμως το κύτταρο επιδιορθώσει τον λάθος
κλώνο (δηλ τον κλώνο εκμαγείο) τότε το αποτέλεσμα θα είναι να υπάρχει η μετάλλαξη και στους
δύο κλώνους και συνεπώς και σε όλα τα κύτταρα που θα δημιουργηθούν στο εξής Επομένως η επι‐
διόρθωση του λάθος κλώνου επιφέρει χειρότερα αποτελέσματα από ότι το ίδιο το λάθος εξαρχής Αν
και δεν είναι ακόμα γνωστός ο τρόπος με τον οποίο το σύστημα επιδιόρθωσης των αταίριαστων ζευ‐
γών αναγνωρίζει το νεοσυντιθέμενο κλώνο φαίνεται ότι οι νεοσυντιθέμενοι κλώνοι (τόσο ο προπο‐
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 3547
ρευόμενος όσο και ο καθυστερημένος) υφίσταται εγκοπές που καθοδηγούν το μηχανισμό στην ανα‐
γνώρισή τους
Όσον αφορά τη ίδια τη διαδικασία της επιδιόρθωσης αυτή πραγματοποιείται σε τρία βασικά στάδια
Κατά το πρώτο στάδιο κόβεται και αφαιρείται η λάθος βάση από το νεοσυντιθέμενο κλώνο με τη
βοήθεια μιας νουκλεάσης Στο 2ο στάδιο μια DNA πολυμεράση αναλαμβάνει να καλύψει το κενό που
δημιουργήθηκε χρησιμοποιώντας ως εκμαγείο τον σωστό κλώνο ενώ τη δουλειά τελειώνει στο 3ο
στάδιο μια DNA λιγάση που συνενώνει το κενό στο σκελετό του σακχαρο ‐φωσφορικού σκελετού του
νεοσυντιθέμενου κλώνου Είναι φανερό ότι η διαδικασία της επιδιόρθωσης μοιράζεται πολλούς μη‐
χανισμούς και ένζυμα με την αντιγραφή με τον τρόπο αυτό το κύτταρο χρησιμοποιεί ένζυμα τα ο‐
ποία είναι εξελιγμένα να συνθέτουν DNA με μεγάλη ακρίβεια ενώ συγχρόνως κάνει και οικονομία
πρώτων υλών
Βέβαια δεν οφείλονται όλα τα λάθη του DNA στο λάθος ταίριασμα βάσεων κατά την αντιγραφή Α‐
κόμα και όταν το DNA δεν αντιγράφεται υφίσταται συνεχώς βλάβες όπως και κάθε άλλο μόριο ενός
οργανισμού Οι βλάβες αυτές οφείλονται σε εξωγενής παράγοντες όπως για παράδειγμα η υψηλή
θερμοκρασία η υπεριώδης ακτινοβολία η ραδιενέργεια η έλλειψη πρώτων υλών (αβιταμίνωση)
κλπ Για παράδειγμα μια πολύ κοινή βλάβη που προκαλείται από την υπεριώδη ακτινοβολία είναι η
μετατροπή δύο γειτονικών βάσεων θυμίνης σε ένα διμερές θυμίνης Τέτοιες αλλαγές προκαλούν τη
μετατόπιση του πλαισίου ανάγνωσης του DNA που με τη σειρά του οδηγεί σε σοβαρά λάθη στις πα‐
ραγόμενες πρωτεΐνες Οι μηχανισμοί που χρησιμοποιούνται για την επιδιόρθωση τέτοιων λαθών
είναι διαφορετικοί από αυτόν που περιγράφθηκε μοιράζονται όμως πολλές διαδικασίες και ένζυμα
καθώς και τη βασική αρχή ότι χρησιμοποιείται ως εκμαγείο ο κλώνος που δεν έχει υποστεί λάθος
Από τα παραπάνω είναι φανερό ότι αν δεν υπήρχαν οι μηχανισμοί επιδιόρθωσης του DNA μια και
μόνο μέρα θα ήταν αρκετή για να συγκεντρώσουμε τόσες μεταλλάξεις στα κύτταρα μας που θα οδη‐
γούμασταν άμεσα στο θάνατο μας Είναι λογικό λοιπόν να υποθέσουμε ότι η φύση εξέλιξε αυτούς
τους μηχανισμούς πολύ νωρίς κατά την ανάπτυξη της ζωής και για το λόγο αυτό απαντώνται σχεδόν
απαράλλακτοι σε όλους τους οργανισμούς
ΠΕΡΙΣΣΟΤΕΡΗ ΑΝ ΑΓ ΝΩ ΣΗ
Κεφ 6 laquoDNAraquo από Alberts B Bray D Johnson A Lewis J Raff M Roberts K et al (2000) Βασι‐
κές Αρχές Κυτταρικής Βιολογίας Εισαγωγή στη Μοριακή Βιολογία του Κυττάρου (Χ Ζιούδρου Με‐
ταφ) Αθήνα Ιατρικές Εκδόσεις ΠΧ Πασχαλίδη
ΠΡΟΑΙΡΕΤΙΚΗ ΑΝΑΓΝΩΣΗ (ΣΤΑ ΑΓΓΛΙΚΑ)
Θέμα Πηγή
Δρεπανοκυτταρική αναιμία httpenwikipediaorgwikiSickle_cell_anemia
Επιδιόρθωση του DNA httpenwikipediaorgwikiDNA_repair
Μετάλλαξη httpenwikipediaorgwikiMutation
Σύστημα επιδιόρθωσης των αταί‐
ριαστων βάσεων του DNAhttpenwikipediaorgwikiMismatch_repair
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 3647
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 3747
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 3847
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 3947
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 4047
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 4147
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 4247
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 4347
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 4447
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 4547
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 4647
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 4747
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 2047
$ampmicro( micromicro)+ micro-micro(0
micro$amp ()$ +$hellip-((
micro$ micro01amp 123+1
45$6 Morse
789$
DNA
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 2147
$ amp()amp +$-$ 0 +12amp3amp($0 4 2 56$52 micro40 +7$820
$amp $amp ( $amp C
amp)+
amp- DNAmicro0123 )4212amp5
)26074 )26074 B )26074 C
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 2247
$amp( )+ +amp-)(+
)amp 0+(amp )$1
2-345(+$1 )amp +6578amp
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 2347
$ amp($ DNA)$ micro+(
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 2447
$amp S
$amp Srsquo
$amp-(micro)+ S
$amp ($amp Srsquo
$amp ($amp S
($amp-(micro)+ Srsquo
)-(0 (laquo1)2-(0raquo) 310 () DNA
To DNA $ ampmicro(amp) (+ - amp
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 2547
$amp (laquo($ampraquo) )$amp +$ DNA
-0123
-0123
-0123
456($+7 )$+7 +$87 DNA
H $amp( ) DNA
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 2647
H $amp () +) -+) (0 DNA
12 micro 32(45 $(643)
$amp ($)amp+
-0(1 DNA
-)2(1)3 $ -)4+ 5)
micro $ 61+7) laquo(amp$+amp)0(raquo
4amp0$8(9(
micro1(0(1 DNA micro
5$1)micro ) lt(7 DNA
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 2747
$amp()amp+ ()micro+-)micro 0$1 23(451
micro$amp262 7(1 289$$1 amp$962-$1 $amp221
7+ 70070lt1 4$=(8$1 23(451
$amp( )$+amp(
-$0)1 $( 2345(
2345( )$+(
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 2847
5rsquo $ $amp ()$amp
3rsquo $ $amp ()$amp
5rsquo $ $amp ()$amp
3rsquo $ $amp ()$amp
()$
+micro-+$ )+$amp)012micro+)$ ()$
3amp$454$06 $78
+0+96micro+)$ 0454$06 +$7amp0$)$amp+$0$
$amp () DNA
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 2947
laquo$ampraquo ()amp DNA
amp+-0 01 amp2001 01 345)1 6$71
8-(micro8 amp)98
$amp()( (+ amp$-+ (
DNA 0 micro 123$ (45678
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 3047
$amp() )(+)
amp (-+
(amp$+) 5rsquo3rsquo
01amp() )(+)
amp (-+
(amp$+) 3rsquo5rsquo
23 5rsquo 4563 738 796429lt
=29gt gt9 gt38532ABlt3
973micro9568gtCA
micro Blt36CD2lt5E B64FG
23 3rsquo 4563 738
796429lt =29gt
gt9 gt38532ABlt3
973micro9568gtCA
micro Blt36CD2lt5E
B64FG
ltF6H=microgt3FDF2=
26ltIDFI36lt5=
B3J86ltK3gt38532ABlt3
L0$amp()
L0)
) +ampL0) L+ 0M0
L) L+ + L+amp +
Lamp (++ L
N)-) +01
) L) + L
N)-) +01 0M
amp)+ +01 1 amp+ -0
$amp()( (+
()( micro- )01-
DNA micro$ 2$3+)(
5rsquo3rsquo
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 3147
$amp () RNA +amp-
0 amp 1+micro2amp
RNA +amp-3
micro45( $)1ampmicro() 67()
amp DNA(6)micro12amp 1859+ amp $amp 03 () 62micro(3
Okazaki (0+( 6(3)1($(3 ()6(5+ (
RNA +amp-
amp DNA(6)micro12amp (6(6amp17+ amp
$amp () 62micro(3 DNA
( 6+03 RNA+amp-3
65lt+ + +$5+
0 DNA
)=amp () ()
62micro(3 DNA micro ( +microamp)micro(
$)1ampmicro( 67( micro amp
12amp amp3 6+42amp3 ()DNA
H $amp ()micro+
DNA +- )$+ampmicro0-
(1-
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 3247
$amp() + -$+) micro -012 )amp3$45
micro$amp (ampamp()micro+amp) -+amp)
+amp)+012micro+amp3 -+amp3
amp01+4+
50$6(3
DNA amp)micro(78 7+4 amp+
(ampamp()micro+amp -+amp 99lt=gtlt
ABC
ADE=FltGgtlt
ABC
(06 20 DNA
078 amp) DNA
(0micro78
(4H+8 amp)
)+I20 micro
microamp+ampJ3 -+amp)3
RNA 0+863
+2amp micro6micro Okazaki
micro$amp 1)(8micro2+amp)
-+amp)
DNA amp)micro(78 7+4 amp+
1)(8micro2+amp -+amp
(micro03 ampamp8(-+0 8 J+18 +3 micro6microamp3 Okazaki)
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 3347
$amp()micro micro)+ )-+ )012+
micro$amp (ampamp()micro+amp) -+amp)
+amp)+012micro+amp3 -+amp3
DNA amp)micro(45 4+6
amp+ (ampamp()micro+amp -+amp (07 20 DNA
(0micro45
(68+5 amp)
)+920 micro
microamp+amp3 -+amp)3
RNA 0+573
micro7micro Okazaki
045 amp) DNA
micro$amp 1)(5micro2+amp) -+amp)
+amp)+012micro+amp3 -+amp3
DNA amp)micro(45 4+6 amp+ 1)(5micro2+amp -+amp
(micro03 ampamp5(-+0 5 +15 +3 micro7microamp3 Okazaki)
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 3447
Ε Ι Σ Α Γ Ω Γ Η Σ Τ Ι Σ Σ Υ Γ Χ Ρ Ο Ν Ε Σ Β Ι Ο Λ Ο Γ Ι Κ Ε Σ
Ε Π Ι Σ Τ Η Μ Ε Σ ΕΠΙΔΙΟΡΘΩΣΗ ΤΟΥ DN A
(05 ΟΚΤΩΒΡΙΟΥ 2007)
Στις προηγούμενες διαλέξεις είδαμε ότι η αντιγραφή διαθέτει τις κατάλληλες ασφαλιστικές δικλίδες
για την αποφυγή εισαγωγής λαθών μέσα στο DNA Ωστόσο ακόμα και με όλες αυτές τις προφυλά‐
ξεις από τη μεριά του κύτταρου είναι δυνατόν να συμβούν λάθη όπως για παράδειγμα η τοποθέ‐
τηση λάθος βάσης απέναντι σε μία άλλη (πχ G απέναντι από A) Τέτοια λάθη είναι εξαιρετικά σπά‐
νια (1 λάθος ανά 107 αντιγραφόμενα νουκλεοτίδια) και συνήθως δεν προκαλούν σοβαρά προβλήμα‐
τα στα κύτταρα (για λόγους που θα δούμε όταν μελετήσουμε τη μεταγραφή και τη μετάφραση του
γεν υλικού) Όμως υπάρχει πάντα η πιθανότητα μια μετάλλαξη (μόνιμη αλλαγή) του DNA όσο α‐
πλή και αν είναι να προκαλέσει σοβαρά προβλήματα στην επιβίωση ενός οργανισμού Ένα τέτοιο
πολύ κοινό παράδειγμα είναι η μετάλλαξη που προκαλεί τη δρεπανοκυτταρική αναιμία Πρόκειται
για τη μεταβολή ενός μόνου νουκλεοτιδίου από αδενίνη σε θυμίνη στο γονίδιο της β‐σφαιρίνης που
προκαλεί την παραγωγή ελαττωματικής πρωτεΐνης Αν ένα άτομο έχει κληρονομήσει 2 τέτοια μεταλ‐
λαγμένα γονίδια (ένα από κάθε γονέα) τότε όλη η αιμοσφαιρίνη του αίματος του είναι δυσλειτουρ‐
γική με αποτέλεσμα τον θάνατο Στην περίπτωση που έχει μόνο το ένα από τα δύο γονίδια μεταλ‐
λαγμένο τότε το άτομο αυτό έστω και με κάποια προβλήματα θα μπορέσει να έχει μια φυσιολογική
ζωή
Μια άλλη ασθένεια στην οποία διαδραματίζουν καθοριστικό ρόλο οι μεταλλάξεις είναι ο καρκίνος
Κατά τη διάρκεια της ζωής ενός ανθρώπου δημιουργούνται και συσσωρεύονται μεταλλάξεις στα
σωματικά κύτταρα του ανθρώπου και μπορεί να τύχει κάποιες από αυτές τις μεταλλάξεις να είναι σεγονίδια του κυτταρικού κύκλου Όσο μεγαλύτερο είναι ένα άτομο σε ηλικία τόσες μεγαλύτερες είναι
οι πιθανότητες να έχει συσσωρεύσει μια σειρά από μεταλλάξεις στα σωματικά του κύτταρα που θα
του προκαλέσουν καρκίνο Μάλιστα διάφορες έρευνες δείχνουν ότι οι πιθανότητες να εμφανίσει
κάποιος καρκίνο αυξάνουν εκθετικά με την ηλικία
Τελικά αυτό που συμβαίνει είναι ότι παρόλο που τα λάθη στην αντιγραφή του DNA είναι εξαιρετικά
σπάνια ο αριθμός των αντιγραφών που γίνονται σε ένα πολύπλοκο ευκαρυωτικό οργανισμό είναι
τόσος μεγάλος που αναπόφευκτα θα συσσωρευτεί ένας μεγάλος αριθμός από μεταλλάξεις στα σω‐
ματικά κύτταρα Για το λόγο αυτό όλα τα κύτταρα έχουν αποκτήσει ένα περίτεχνο σύνολο μηχανι‐
σμών μέσω των οποίων ελαττώνουν (περίπου κατά 100 φορές) τον αριθμό των μεταλλάξεων που
συμβαίνουν στο DNA τους Όλοι οι διαφορετικοί μηχανισμοί που έχουν ως σκοπό την απαλοιφή των
λαθών που γίνονται κατά την αντιγραφή περιγράφονται συλλογικά με τον όρο μηχανισμοί επιδιόρ‐θωσης του DNA
Ο βασικότερος μηχανισμός απαλοιφής λαθών ονομάζεται σύστημα επιδιόρθωσης των αταίριαστων
βάσεων του DNA και όπως φανερώνει το όνομά του η λειτουργία του είναι να αναγνωρίζει και να
διορθώνει τα αταίριαστα νουκλεοτίδια στον καινούργιο κλώνο του DNA Η διαδικασία της αναγνώ‐
ρισης του σωστού κλώνου είναι ίσως η πιο δύσκολη και σίγουρα η σημαντικότερη για τη σωστή επι‐
διόρθωση Αν το γονεϊκό κύτταρο δεν επιδιορθώσει τον μεταλλαγμένο κλώνο τότε το θυγατρικό κύτ‐
ταρο θα περιέχει μια μετάλλαξη ενώ το γονεϊκό καμία αν όμως το κύτταρο επιδιορθώσει τον λάθος
κλώνο (δηλ τον κλώνο εκμαγείο) τότε το αποτέλεσμα θα είναι να υπάρχει η μετάλλαξη και στους
δύο κλώνους και συνεπώς και σε όλα τα κύτταρα που θα δημιουργηθούν στο εξής Επομένως η επι‐
διόρθωση του λάθος κλώνου επιφέρει χειρότερα αποτελέσματα από ότι το ίδιο το λάθος εξαρχής Αν
και δεν είναι ακόμα γνωστός ο τρόπος με τον οποίο το σύστημα επιδιόρθωσης των αταίριαστων ζευ‐
γών αναγνωρίζει το νεοσυντιθέμενο κλώνο φαίνεται ότι οι νεοσυντιθέμενοι κλώνοι (τόσο ο προπο‐
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 3547
ρευόμενος όσο και ο καθυστερημένος) υφίσταται εγκοπές που καθοδηγούν το μηχανισμό στην ανα‐
γνώρισή τους
Όσον αφορά τη ίδια τη διαδικασία της επιδιόρθωσης αυτή πραγματοποιείται σε τρία βασικά στάδια
Κατά το πρώτο στάδιο κόβεται και αφαιρείται η λάθος βάση από το νεοσυντιθέμενο κλώνο με τη
βοήθεια μιας νουκλεάσης Στο 2ο στάδιο μια DNA πολυμεράση αναλαμβάνει να καλύψει το κενό που
δημιουργήθηκε χρησιμοποιώντας ως εκμαγείο τον σωστό κλώνο ενώ τη δουλειά τελειώνει στο 3ο
στάδιο μια DNA λιγάση που συνενώνει το κενό στο σκελετό του σακχαρο ‐φωσφορικού σκελετού του
νεοσυντιθέμενου κλώνου Είναι φανερό ότι η διαδικασία της επιδιόρθωσης μοιράζεται πολλούς μη‐
χανισμούς και ένζυμα με την αντιγραφή με τον τρόπο αυτό το κύτταρο χρησιμοποιεί ένζυμα τα ο‐
ποία είναι εξελιγμένα να συνθέτουν DNA με μεγάλη ακρίβεια ενώ συγχρόνως κάνει και οικονομία
πρώτων υλών
Βέβαια δεν οφείλονται όλα τα λάθη του DNA στο λάθος ταίριασμα βάσεων κατά την αντιγραφή Α‐
κόμα και όταν το DNA δεν αντιγράφεται υφίσταται συνεχώς βλάβες όπως και κάθε άλλο μόριο ενός
οργανισμού Οι βλάβες αυτές οφείλονται σε εξωγενής παράγοντες όπως για παράδειγμα η υψηλή
θερμοκρασία η υπεριώδης ακτινοβολία η ραδιενέργεια η έλλειψη πρώτων υλών (αβιταμίνωση)
κλπ Για παράδειγμα μια πολύ κοινή βλάβη που προκαλείται από την υπεριώδη ακτινοβολία είναι η
μετατροπή δύο γειτονικών βάσεων θυμίνης σε ένα διμερές θυμίνης Τέτοιες αλλαγές προκαλούν τη
μετατόπιση του πλαισίου ανάγνωσης του DNA που με τη σειρά του οδηγεί σε σοβαρά λάθη στις πα‐
ραγόμενες πρωτεΐνες Οι μηχανισμοί που χρησιμοποιούνται για την επιδιόρθωση τέτοιων λαθών
είναι διαφορετικοί από αυτόν που περιγράφθηκε μοιράζονται όμως πολλές διαδικασίες και ένζυμα
καθώς και τη βασική αρχή ότι χρησιμοποιείται ως εκμαγείο ο κλώνος που δεν έχει υποστεί λάθος
Από τα παραπάνω είναι φανερό ότι αν δεν υπήρχαν οι μηχανισμοί επιδιόρθωσης του DNA μια και
μόνο μέρα θα ήταν αρκετή για να συγκεντρώσουμε τόσες μεταλλάξεις στα κύτταρα μας που θα οδη‐
γούμασταν άμεσα στο θάνατο μας Είναι λογικό λοιπόν να υποθέσουμε ότι η φύση εξέλιξε αυτούς
τους μηχανισμούς πολύ νωρίς κατά την ανάπτυξη της ζωής και για το λόγο αυτό απαντώνται σχεδόν
απαράλλακτοι σε όλους τους οργανισμούς
ΠΕΡΙΣΣΟΤΕΡΗ ΑΝ ΑΓ ΝΩ ΣΗ
Κεφ 6 laquoDNAraquo από Alberts B Bray D Johnson A Lewis J Raff M Roberts K et al (2000) Βασι‐
κές Αρχές Κυτταρικής Βιολογίας Εισαγωγή στη Μοριακή Βιολογία του Κυττάρου (Χ Ζιούδρου Με‐
ταφ) Αθήνα Ιατρικές Εκδόσεις ΠΧ Πασχαλίδη
ΠΡΟΑΙΡΕΤΙΚΗ ΑΝΑΓΝΩΣΗ (ΣΤΑ ΑΓΓΛΙΚΑ)
Θέμα Πηγή
Δρεπανοκυτταρική αναιμία httpenwikipediaorgwikiSickle_cell_anemia
Επιδιόρθωση του DNA httpenwikipediaorgwikiDNA_repair
Μετάλλαξη httpenwikipediaorgwikiMutation
Σύστημα επιδιόρθωσης των αταί‐
ριαστων βάσεων του DNAhttpenwikipediaorgwikiMismatch_repair
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 3647
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 3747
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 3847
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 3947
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 4047
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 4147
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 4247
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 4347
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 4447
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 4547
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 4647
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 4747
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 2147
$ amp()amp +$-$ 0 +12amp3amp($0 4 2 56$52 micro40 +7$820
$amp $amp ( $amp C
amp)+
amp- DNAmicro0123 )4212amp5
)26074 )26074 B )26074 C
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 2247
$amp( )+ +amp-)(+
)amp 0+(amp )$1
2-345(+$1 )amp +6578amp
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 2347
$ amp($ DNA)$ micro+(
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 2447
$amp S
$amp Srsquo
$amp-(micro)+ S
$amp ($amp Srsquo
$amp ($amp S
($amp-(micro)+ Srsquo
)-(0 (laquo1)2-(0raquo) 310 () DNA
To DNA $ ampmicro(amp) (+ - amp
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 2547
$amp (laquo($ampraquo) )$amp +$ DNA
-0123
-0123
-0123
456($+7 )$+7 +$87 DNA
H $amp( ) DNA
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 2647
H $amp () +) -+) (0 DNA
12 micro 32(45 $(643)
$amp ($)amp+
-0(1 DNA
-)2(1)3 $ -)4+ 5)
micro $ 61+7) laquo(amp$+amp)0(raquo
4amp0$8(9(
micro1(0(1 DNA micro
5$1)micro ) lt(7 DNA
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 2747
$amp()amp+ ()micro+-)micro 0$1 23(451
micro$amp262 7(1 289$$1 amp$962-$1 $amp221
7+ 70070lt1 4$=(8$1 23(451
$amp( )$+amp(
-$0)1 $( 2345(
2345( )$+(
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 2847
5rsquo $ $amp ()$amp
3rsquo $ $amp ()$amp
5rsquo $ $amp ()$amp
3rsquo $ $amp ()$amp
()$
+micro-+$ )+$amp)012micro+)$ ()$
3amp$454$06 $78
+0+96micro+)$ 0454$06 +$7amp0$)$amp+$0$
$amp () DNA
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 2947
laquo$ampraquo ()amp DNA
amp+-0 01 amp2001 01 345)1 6$71
8-(micro8 amp)98
$amp()( (+ amp$-+ (
DNA 0 micro 123$ (45678
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 3047
$amp() )(+)
amp (-+
(amp$+) 5rsquo3rsquo
01amp() )(+)
amp (-+
(amp$+) 3rsquo5rsquo
23 5rsquo 4563 738 796429lt
=29gt gt9 gt38532ABlt3
973micro9568gtCA
micro Blt36CD2lt5E B64FG
23 3rsquo 4563 738
796429lt =29gt
gt9 gt38532ABlt3
973micro9568gtCA
micro Blt36CD2lt5E
B64FG
ltF6H=microgt3FDF2=
26ltIDFI36lt5=
B3J86ltK3gt38532ABlt3
L0$amp()
L0)
) +ampL0) L+ 0M0
L) L+ + L+amp +
Lamp (++ L
N)-) +01
) L) + L
N)-) +01 0M
amp)+ +01 1 amp+ -0
$amp()( (+
()( micro- )01-
DNA micro$ 2$3+)(
5rsquo3rsquo
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 3147
$amp () RNA +amp-
0 amp 1+micro2amp
RNA +amp-3
micro45( $)1ampmicro() 67()
amp DNA(6)micro12amp 1859+ amp $amp 03 () 62micro(3
Okazaki (0+( 6(3)1($(3 ()6(5+ (
RNA +amp-
amp DNA(6)micro12amp (6(6amp17+ amp
$amp () 62micro(3 DNA
( 6+03 RNA+amp-3
65lt+ + +$5+
0 DNA
)=amp () ()
62micro(3 DNA micro ( +microamp)micro(
$)1ampmicro( 67( micro amp
12amp amp3 6+42amp3 ()DNA
H $amp ()micro+
DNA +- )$+ampmicro0-
(1-
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 3247
$amp() + -$+) micro -012 )amp3$45
micro$amp (ampamp()micro+amp) -+amp)
+amp)+012micro+amp3 -+amp3
amp01+4+
50$6(3
DNA amp)micro(78 7+4 amp+
(ampamp()micro+amp -+amp 99lt=gtlt
ABC
ADE=FltGgtlt
ABC
(06 20 DNA
078 amp) DNA
(0micro78
(4H+8 amp)
)+I20 micro
microamp+ampJ3 -+amp)3
RNA 0+863
+2amp micro6micro Okazaki
micro$amp 1)(8micro2+amp)
-+amp)
DNA amp)micro(78 7+4 amp+
1)(8micro2+amp -+amp
(micro03 ampamp8(-+0 8 J+18 +3 micro6microamp3 Okazaki)
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 3347
$amp()micro micro)+ )-+ )012+
micro$amp (ampamp()micro+amp) -+amp)
+amp)+012micro+amp3 -+amp3
DNA amp)micro(45 4+6
amp+ (ampamp()micro+amp -+amp (07 20 DNA
(0micro45
(68+5 amp)
)+920 micro
microamp+amp3 -+amp)3
RNA 0+573
micro7micro Okazaki
045 amp) DNA
micro$amp 1)(5micro2+amp) -+amp)
+amp)+012micro+amp3 -+amp3
DNA amp)micro(45 4+6 amp+ 1)(5micro2+amp -+amp
(micro03 ampamp5(-+0 5 +15 +3 micro7microamp3 Okazaki)
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 3447
Ε Ι Σ Α Γ Ω Γ Η Σ Τ Ι Σ Σ Υ Γ Χ Ρ Ο Ν Ε Σ Β Ι Ο Λ Ο Γ Ι Κ Ε Σ
Ε Π Ι Σ Τ Η Μ Ε Σ ΕΠΙΔΙΟΡΘΩΣΗ ΤΟΥ DN A
(05 ΟΚΤΩΒΡΙΟΥ 2007)
Στις προηγούμενες διαλέξεις είδαμε ότι η αντιγραφή διαθέτει τις κατάλληλες ασφαλιστικές δικλίδες
για την αποφυγή εισαγωγής λαθών μέσα στο DNA Ωστόσο ακόμα και με όλες αυτές τις προφυλά‐
ξεις από τη μεριά του κύτταρου είναι δυνατόν να συμβούν λάθη όπως για παράδειγμα η τοποθέ‐
τηση λάθος βάσης απέναντι σε μία άλλη (πχ G απέναντι από A) Τέτοια λάθη είναι εξαιρετικά σπά‐
νια (1 λάθος ανά 107 αντιγραφόμενα νουκλεοτίδια) και συνήθως δεν προκαλούν σοβαρά προβλήμα‐
τα στα κύτταρα (για λόγους που θα δούμε όταν μελετήσουμε τη μεταγραφή και τη μετάφραση του
γεν υλικού) Όμως υπάρχει πάντα η πιθανότητα μια μετάλλαξη (μόνιμη αλλαγή) του DNA όσο α‐
πλή και αν είναι να προκαλέσει σοβαρά προβλήματα στην επιβίωση ενός οργανισμού Ένα τέτοιο
πολύ κοινό παράδειγμα είναι η μετάλλαξη που προκαλεί τη δρεπανοκυτταρική αναιμία Πρόκειται
για τη μεταβολή ενός μόνου νουκλεοτιδίου από αδενίνη σε θυμίνη στο γονίδιο της β‐σφαιρίνης που
προκαλεί την παραγωγή ελαττωματικής πρωτεΐνης Αν ένα άτομο έχει κληρονομήσει 2 τέτοια μεταλ‐
λαγμένα γονίδια (ένα από κάθε γονέα) τότε όλη η αιμοσφαιρίνη του αίματος του είναι δυσλειτουρ‐
γική με αποτέλεσμα τον θάνατο Στην περίπτωση που έχει μόνο το ένα από τα δύο γονίδια μεταλ‐
λαγμένο τότε το άτομο αυτό έστω και με κάποια προβλήματα θα μπορέσει να έχει μια φυσιολογική
ζωή
Μια άλλη ασθένεια στην οποία διαδραματίζουν καθοριστικό ρόλο οι μεταλλάξεις είναι ο καρκίνος
Κατά τη διάρκεια της ζωής ενός ανθρώπου δημιουργούνται και συσσωρεύονται μεταλλάξεις στα
σωματικά κύτταρα του ανθρώπου και μπορεί να τύχει κάποιες από αυτές τις μεταλλάξεις να είναι σεγονίδια του κυτταρικού κύκλου Όσο μεγαλύτερο είναι ένα άτομο σε ηλικία τόσες μεγαλύτερες είναι
οι πιθανότητες να έχει συσσωρεύσει μια σειρά από μεταλλάξεις στα σωματικά του κύτταρα που θα
του προκαλέσουν καρκίνο Μάλιστα διάφορες έρευνες δείχνουν ότι οι πιθανότητες να εμφανίσει
κάποιος καρκίνο αυξάνουν εκθετικά με την ηλικία
Τελικά αυτό που συμβαίνει είναι ότι παρόλο που τα λάθη στην αντιγραφή του DNA είναι εξαιρετικά
σπάνια ο αριθμός των αντιγραφών που γίνονται σε ένα πολύπλοκο ευκαρυωτικό οργανισμό είναι
τόσος μεγάλος που αναπόφευκτα θα συσσωρευτεί ένας μεγάλος αριθμός από μεταλλάξεις στα σω‐
ματικά κύτταρα Για το λόγο αυτό όλα τα κύτταρα έχουν αποκτήσει ένα περίτεχνο σύνολο μηχανι‐
σμών μέσω των οποίων ελαττώνουν (περίπου κατά 100 φορές) τον αριθμό των μεταλλάξεων που
συμβαίνουν στο DNA τους Όλοι οι διαφορετικοί μηχανισμοί που έχουν ως σκοπό την απαλοιφή των
λαθών που γίνονται κατά την αντιγραφή περιγράφονται συλλογικά με τον όρο μηχανισμοί επιδιόρ‐θωσης του DNA
Ο βασικότερος μηχανισμός απαλοιφής λαθών ονομάζεται σύστημα επιδιόρθωσης των αταίριαστων
βάσεων του DNA και όπως φανερώνει το όνομά του η λειτουργία του είναι να αναγνωρίζει και να
διορθώνει τα αταίριαστα νουκλεοτίδια στον καινούργιο κλώνο του DNA Η διαδικασία της αναγνώ‐
ρισης του σωστού κλώνου είναι ίσως η πιο δύσκολη και σίγουρα η σημαντικότερη για τη σωστή επι‐
διόρθωση Αν το γονεϊκό κύτταρο δεν επιδιορθώσει τον μεταλλαγμένο κλώνο τότε το θυγατρικό κύτ‐
ταρο θα περιέχει μια μετάλλαξη ενώ το γονεϊκό καμία αν όμως το κύτταρο επιδιορθώσει τον λάθος
κλώνο (δηλ τον κλώνο εκμαγείο) τότε το αποτέλεσμα θα είναι να υπάρχει η μετάλλαξη και στους
δύο κλώνους και συνεπώς και σε όλα τα κύτταρα που θα δημιουργηθούν στο εξής Επομένως η επι‐
διόρθωση του λάθος κλώνου επιφέρει χειρότερα αποτελέσματα από ότι το ίδιο το λάθος εξαρχής Αν
και δεν είναι ακόμα γνωστός ο τρόπος με τον οποίο το σύστημα επιδιόρθωσης των αταίριαστων ζευ‐
γών αναγνωρίζει το νεοσυντιθέμενο κλώνο φαίνεται ότι οι νεοσυντιθέμενοι κλώνοι (τόσο ο προπο‐
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 3547
ρευόμενος όσο και ο καθυστερημένος) υφίσταται εγκοπές που καθοδηγούν το μηχανισμό στην ανα‐
γνώρισή τους
Όσον αφορά τη ίδια τη διαδικασία της επιδιόρθωσης αυτή πραγματοποιείται σε τρία βασικά στάδια
Κατά το πρώτο στάδιο κόβεται και αφαιρείται η λάθος βάση από το νεοσυντιθέμενο κλώνο με τη
βοήθεια μιας νουκλεάσης Στο 2ο στάδιο μια DNA πολυμεράση αναλαμβάνει να καλύψει το κενό που
δημιουργήθηκε χρησιμοποιώντας ως εκμαγείο τον σωστό κλώνο ενώ τη δουλειά τελειώνει στο 3ο
στάδιο μια DNA λιγάση που συνενώνει το κενό στο σκελετό του σακχαρο ‐φωσφορικού σκελετού του
νεοσυντιθέμενου κλώνου Είναι φανερό ότι η διαδικασία της επιδιόρθωσης μοιράζεται πολλούς μη‐
χανισμούς και ένζυμα με την αντιγραφή με τον τρόπο αυτό το κύτταρο χρησιμοποιεί ένζυμα τα ο‐
ποία είναι εξελιγμένα να συνθέτουν DNA με μεγάλη ακρίβεια ενώ συγχρόνως κάνει και οικονομία
πρώτων υλών
Βέβαια δεν οφείλονται όλα τα λάθη του DNA στο λάθος ταίριασμα βάσεων κατά την αντιγραφή Α‐
κόμα και όταν το DNA δεν αντιγράφεται υφίσταται συνεχώς βλάβες όπως και κάθε άλλο μόριο ενός
οργανισμού Οι βλάβες αυτές οφείλονται σε εξωγενής παράγοντες όπως για παράδειγμα η υψηλή
θερμοκρασία η υπεριώδης ακτινοβολία η ραδιενέργεια η έλλειψη πρώτων υλών (αβιταμίνωση)
κλπ Για παράδειγμα μια πολύ κοινή βλάβη που προκαλείται από την υπεριώδη ακτινοβολία είναι η
μετατροπή δύο γειτονικών βάσεων θυμίνης σε ένα διμερές θυμίνης Τέτοιες αλλαγές προκαλούν τη
μετατόπιση του πλαισίου ανάγνωσης του DNA που με τη σειρά του οδηγεί σε σοβαρά λάθη στις πα‐
ραγόμενες πρωτεΐνες Οι μηχανισμοί που χρησιμοποιούνται για την επιδιόρθωση τέτοιων λαθών
είναι διαφορετικοί από αυτόν που περιγράφθηκε μοιράζονται όμως πολλές διαδικασίες και ένζυμα
καθώς και τη βασική αρχή ότι χρησιμοποιείται ως εκμαγείο ο κλώνος που δεν έχει υποστεί λάθος
Από τα παραπάνω είναι φανερό ότι αν δεν υπήρχαν οι μηχανισμοί επιδιόρθωσης του DNA μια και
μόνο μέρα θα ήταν αρκετή για να συγκεντρώσουμε τόσες μεταλλάξεις στα κύτταρα μας που θα οδη‐
γούμασταν άμεσα στο θάνατο μας Είναι λογικό λοιπόν να υποθέσουμε ότι η φύση εξέλιξε αυτούς
τους μηχανισμούς πολύ νωρίς κατά την ανάπτυξη της ζωής και για το λόγο αυτό απαντώνται σχεδόν
απαράλλακτοι σε όλους τους οργανισμούς
ΠΕΡΙΣΣΟΤΕΡΗ ΑΝ ΑΓ ΝΩ ΣΗ
Κεφ 6 laquoDNAraquo από Alberts B Bray D Johnson A Lewis J Raff M Roberts K et al (2000) Βασι‐
κές Αρχές Κυτταρικής Βιολογίας Εισαγωγή στη Μοριακή Βιολογία του Κυττάρου (Χ Ζιούδρου Με‐
ταφ) Αθήνα Ιατρικές Εκδόσεις ΠΧ Πασχαλίδη
ΠΡΟΑΙΡΕΤΙΚΗ ΑΝΑΓΝΩΣΗ (ΣΤΑ ΑΓΓΛΙΚΑ)
Θέμα Πηγή
Δρεπανοκυτταρική αναιμία httpenwikipediaorgwikiSickle_cell_anemia
Επιδιόρθωση του DNA httpenwikipediaorgwikiDNA_repair
Μετάλλαξη httpenwikipediaorgwikiMutation
Σύστημα επιδιόρθωσης των αταί‐
ριαστων βάσεων του DNAhttpenwikipediaorgwikiMismatch_repair
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 3647
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 3747
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 3847
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 3947
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 4047
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 4147
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 4247
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 4347
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 4447
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 4547
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 4647
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 4747
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 2247
$amp( )+ +amp-)(+
)amp 0+(amp )$1
2-345(+$1 )amp +6578amp
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 2347
$ amp($ DNA)$ micro+(
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 2447
$amp S
$amp Srsquo
$amp-(micro)+ S
$amp ($amp Srsquo
$amp ($amp S
($amp-(micro)+ Srsquo
)-(0 (laquo1)2-(0raquo) 310 () DNA
To DNA $ ampmicro(amp) (+ - amp
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 2547
$amp (laquo($ampraquo) )$amp +$ DNA
-0123
-0123
-0123
456($+7 )$+7 +$87 DNA
H $amp( ) DNA
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 2647
H $amp () +) -+) (0 DNA
12 micro 32(45 $(643)
$amp ($)amp+
-0(1 DNA
-)2(1)3 $ -)4+ 5)
micro $ 61+7) laquo(amp$+amp)0(raquo
4amp0$8(9(
micro1(0(1 DNA micro
5$1)micro ) lt(7 DNA
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 2747
$amp()amp+ ()micro+-)micro 0$1 23(451
micro$amp262 7(1 289$$1 amp$962-$1 $amp221
7+ 70070lt1 4$=(8$1 23(451
$amp( )$+amp(
-$0)1 $( 2345(
2345( )$+(
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 2847
5rsquo $ $amp ()$amp
3rsquo $ $amp ()$amp
5rsquo $ $amp ()$amp
3rsquo $ $amp ()$amp
()$
+micro-+$ )+$amp)012micro+)$ ()$
3amp$454$06 $78
+0+96micro+)$ 0454$06 +$7amp0$)$amp+$0$
$amp () DNA
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 2947
laquo$ampraquo ()amp DNA
amp+-0 01 amp2001 01 345)1 6$71
8-(micro8 amp)98
$amp()( (+ amp$-+ (
DNA 0 micro 123$ (45678
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 3047
$amp() )(+)
amp (-+
(amp$+) 5rsquo3rsquo
01amp() )(+)
amp (-+
(amp$+) 3rsquo5rsquo
23 5rsquo 4563 738 796429lt
=29gt gt9 gt38532ABlt3
973micro9568gtCA
micro Blt36CD2lt5E B64FG
23 3rsquo 4563 738
796429lt =29gt
gt9 gt38532ABlt3
973micro9568gtCA
micro Blt36CD2lt5E
B64FG
ltF6H=microgt3FDF2=
26ltIDFI36lt5=
B3J86ltK3gt38532ABlt3
L0$amp()
L0)
) +ampL0) L+ 0M0
L) L+ + L+amp +
Lamp (++ L
N)-) +01
) L) + L
N)-) +01 0M
amp)+ +01 1 amp+ -0
$amp()( (+
()( micro- )01-
DNA micro$ 2$3+)(
5rsquo3rsquo
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 3147
$amp () RNA +amp-
0 amp 1+micro2amp
RNA +amp-3
micro45( $)1ampmicro() 67()
amp DNA(6)micro12amp 1859+ amp $amp 03 () 62micro(3
Okazaki (0+( 6(3)1($(3 ()6(5+ (
RNA +amp-
amp DNA(6)micro12amp (6(6amp17+ amp
$amp () 62micro(3 DNA
( 6+03 RNA+amp-3
65lt+ + +$5+
0 DNA
)=amp () ()
62micro(3 DNA micro ( +microamp)micro(
$)1ampmicro( 67( micro amp
12amp amp3 6+42amp3 ()DNA
H $amp ()micro+
DNA +- )$+ampmicro0-
(1-
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 3247
$amp() + -$+) micro -012 )amp3$45
micro$amp (ampamp()micro+amp) -+amp)
+amp)+012micro+amp3 -+amp3
amp01+4+
50$6(3
DNA amp)micro(78 7+4 amp+
(ampamp()micro+amp -+amp 99lt=gtlt
ABC
ADE=FltGgtlt
ABC
(06 20 DNA
078 amp) DNA
(0micro78
(4H+8 amp)
)+I20 micro
microamp+ampJ3 -+amp)3
RNA 0+863
+2amp micro6micro Okazaki
micro$amp 1)(8micro2+amp)
-+amp)
DNA amp)micro(78 7+4 amp+
1)(8micro2+amp -+amp
(micro03 ampamp8(-+0 8 J+18 +3 micro6microamp3 Okazaki)
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 3347
$amp()micro micro)+ )-+ )012+
micro$amp (ampamp()micro+amp) -+amp)
+amp)+012micro+amp3 -+amp3
DNA amp)micro(45 4+6
amp+ (ampamp()micro+amp -+amp (07 20 DNA
(0micro45
(68+5 amp)
)+920 micro
microamp+amp3 -+amp)3
RNA 0+573
micro7micro Okazaki
045 amp) DNA
micro$amp 1)(5micro2+amp) -+amp)
+amp)+012micro+amp3 -+amp3
DNA amp)micro(45 4+6 amp+ 1)(5micro2+amp -+amp
(micro03 ampamp5(-+0 5 +15 +3 micro7microamp3 Okazaki)
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 3447
Ε Ι Σ Α Γ Ω Γ Η Σ Τ Ι Σ Σ Υ Γ Χ Ρ Ο Ν Ε Σ Β Ι Ο Λ Ο Γ Ι Κ Ε Σ
Ε Π Ι Σ Τ Η Μ Ε Σ ΕΠΙΔΙΟΡΘΩΣΗ ΤΟΥ DN A
(05 ΟΚΤΩΒΡΙΟΥ 2007)
Στις προηγούμενες διαλέξεις είδαμε ότι η αντιγραφή διαθέτει τις κατάλληλες ασφαλιστικές δικλίδες
για την αποφυγή εισαγωγής λαθών μέσα στο DNA Ωστόσο ακόμα και με όλες αυτές τις προφυλά‐
ξεις από τη μεριά του κύτταρου είναι δυνατόν να συμβούν λάθη όπως για παράδειγμα η τοποθέ‐
τηση λάθος βάσης απέναντι σε μία άλλη (πχ G απέναντι από A) Τέτοια λάθη είναι εξαιρετικά σπά‐
νια (1 λάθος ανά 107 αντιγραφόμενα νουκλεοτίδια) και συνήθως δεν προκαλούν σοβαρά προβλήμα‐
τα στα κύτταρα (για λόγους που θα δούμε όταν μελετήσουμε τη μεταγραφή και τη μετάφραση του
γεν υλικού) Όμως υπάρχει πάντα η πιθανότητα μια μετάλλαξη (μόνιμη αλλαγή) του DNA όσο α‐
πλή και αν είναι να προκαλέσει σοβαρά προβλήματα στην επιβίωση ενός οργανισμού Ένα τέτοιο
πολύ κοινό παράδειγμα είναι η μετάλλαξη που προκαλεί τη δρεπανοκυτταρική αναιμία Πρόκειται
για τη μεταβολή ενός μόνου νουκλεοτιδίου από αδενίνη σε θυμίνη στο γονίδιο της β‐σφαιρίνης που
προκαλεί την παραγωγή ελαττωματικής πρωτεΐνης Αν ένα άτομο έχει κληρονομήσει 2 τέτοια μεταλ‐
λαγμένα γονίδια (ένα από κάθε γονέα) τότε όλη η αιμοσφαιρίνη του αίματος του είναι δυσλειτουρ‐
γική με αποτέλεσμα τον θάνατο Στην περίπτωση που έχει μόνο το ένα από τα δύο γονίδια μεταλ‐
λαγμένο τότε το άτομο αυτό έστω και με κάποια προβλήματα θα μπορέσει να έχει μια φυσιολογική
ζωή
Μια άλλη ασθένεια στην οποία διαδραματίζουν καθοριστικό ρόλο οι μεταλλάξεις είναι ο καρκίνος
Κατά τη διάρκεια της ζωής ενός ανθρώπου δημιουργούνται και συσσωρεύονται μεταλλάξεις στα
σωματικά κύτταρα του ανθρώπου και μπορεί να τύχει κάποιες από αυτές τις μεταλλάξεις να είναι σεγονίδια του κυτταρικού κύκλου Όσο μεγαλύτερο είναι ένα άτομο σε ηλικία τόσες μεγαλύτερες είναι
οι πιθανότητες να έχει συσσωρεύσει μια σειρά από μεταλλάξεις στα σωματικά του κύτταρα που θα
του προκαλέσουν καρκίνο Μάλιστα διάφορες έρευνες δείχνουν ότι οι πιθανότητες να εμφανίσει
κάποιος καρκίνο αυξάνουν εκθετικά με την ηλικία
Τελικά αυτό που συμβαίνει είναι ότι παρόλο που τα λάθη στην αντιγραφή του DNA είναι εξαιρετικά
σπάνια ο αριθμός των αντιγραφών που γίνονται σε ένα πολύπλοκο ευκαρυωτικό οργανισμό είναι
τόσος μεγάλος που αναπόφευκτα θα συσσωρευτεί ένας μεγάλος αριθμός από μεταλλάξεις στα σω‐
ματικά κύτταρα Για το λόγο αυτό όλα τα κύτταρα έχουν αποκτήσει ένα περίτεχνο σύνολο μηχανι‐
σμών μέσω των οποίων ελαττώνουν (περίπου κατά 100 φορές) τον αριθμό των μεταλλάξεων που
συμβαίνουν στο DNA τους Όλοι οι διαφορετικοί μηχανισμοί που έχουν ως σκοπό την απαλοιφή των
λαθών που γίνονται κατά την αντιγραφή περιγράφονται συλλογικά με τον όρο μηχανισμοί επιδιόρ‐θωσης του DNA
Ο βασικότερος μηχανισμός απαλοιφής λαθών ονομάζεται σύστημα επιδιόρθωσης των αταίριαστων
βάσεων του DNA και όπως φανερώνει το όνομά του η λειτουργία του είναι να αναγνωρίζει και να
διορθώνει τα αταίριαστα νουκλεοτίδια στον καινούργιο κλώνο του DNA Η διαδικασία της αναγνώ‐
ρισης του σωστού κλώνου είναι ίσως η πιο δύσκολη και σίγουρα η σημαντικότερη για τη σωστή επι‐
διόρθωση Αν το γονεϊκό κύτταρο δεν επιδιορθώσει τον μεταλλαγμένο κλώνο τότε το θυγατρικό κύτ‐
ταρο θα περιέχει μια μετάλλαξη ενώ το γονεϊκό καμία αν όμως το κύτταρο επιδιορθώσει τον λάθος
κλώνο (δηλ τον κλώνο εκμαγείο) τότε το αποτέλεσμα θα είναι να υπάρχει η μετάλλαξη και στους
δύο κλώνους και συνεπώς και σε όλα τα κύτταρα που θα δημιουργηθούν στο εξής Επομένως η επι‐
διόρθωση του λάθος κλώνου επιφέρει χειρότερα αποτελέσματα από ότι το ίδιο το λάθος εξαρχής Αν
και δεν είναι ακόμα γνωστός ο τρόπος με τον οποίο το σύστημα επιδιόρθωσης των αταίριαστων ζευ‐
γών αναγνωρίζει το νεοσυντιθέμενο κλώνο φαίνεται ότι οι νεοσυντιθέμενοι κλώνοι (τόσο ο προπο‐
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 3547
ρευόμενος όσο και ο καθυστερημένος) υφίσταται εγκοπές που καθοδηγούν το μηχανισμό στην ανα‐
γνώρισή τους
Όσον αφορά τη ίδια τη διαδικασία της επιδιόρθωσης αυτή πραγματοποιείται σε τρία βασικά στάδια
Κατά το πρώτο στάδιο κόβεται και αφαιρείται η λάθος βάση από το νεοσυντιθέμενο κλώνο με τη
βοήθεια μιας νουκλεάσης Στο 2ο στάδιο μια DNA πολυμεράση αναλαμβάνει να καλύψει το κενό που
δημιουργήθηκε χρησιμοποιώντας ως εκμαγείο τον σωστό κλώνο ενώ τη δουλειά τελειώνει στο 3ο
στάδιο μια DNA λιγάση που συνενώνει το κενό στο σκελετό του σακχαρο ‐φωσφορικού σκελετού του
νεοσυντιθέμενου κλώνου Είναι φανερό ότι η διαδικασία της επιδιόρθωσης μοιράζεται πολλούς μη‐
χανισμούς και ένζυμα με την αντιγραφή με τον τρόπο αυτό το κύτταρο χρησιμοποιεί ένζυμα τα ο‐
ποία είναι εξελιγμένα να συνθέτουν DNA με μεγάλη ακρίβεια ενώ συγχρόνως κάνει και οικονομία
πρώτων υλών
Βέβαια δεν οφείλονται όλα τα λάθη του DNA στο λάθος ταίριασμα βάσεων κατά την αντιγραφή Α‐
κόμα και όταν το DNA δεν αντιγράφεται υφίσταται συνεχώς βλάβες όπως και κάθε άλλο μόριο ενός
οργανισμού Οι βλάβες αυτές οφείλονται σε εξωγενής παράγοντες όπως για παράδειγμα η υψηλή
θερμοκρασία η υπεριώδης ακτινοβολία η ραδιενέργεια η έλλειψη πρώτων υλών (αβιταμίνωση)
κλπ Για παράδειγμα μια πολύ κοινή βλάβη που προκαλείται από την υπεριώδη ακτινοβολία είναι η
μετατροπή δύο γειτονικών βάσεων θυμίνης σε ένα διμερές θυμίνης Τέτοιες αλλαγές προκαλούν τη
μετατόπιση του πλαισίου ανάγνωσης του DNA που με τη σειρά του οδηγεί σε σοβαρά λάθη στις πα‐
ραγόμενες πρωτεΐνες Οι μηχανισμοί που χρησιμοποιούνται για την επιδιόρθωση τέτοιων λαθών
είναι διαφορετικοί από αυτόν που περιγράφθηκε μοιράζονται όμως πολλές διαδικασίες και ένζυμα
καθώς και τη βασική αρχή ότι χρησιμοποιείται ως εκμαγείο ο κλώνος που δεν έχει υποστεί λάθος
Από τα παραπάνω είναι φανερό ότι αν δεν υπήρχαν οι μηχανισμοί επιδιόρθωσης του DNA μια και
μόνο μέρα θα ήταν αρκετή για να συγκεντρώσουμε τόσες μεταλλάξεις στα κύτταρα μας που θα οδη‐
γούμασταν άμεσα στο θάνατο μας Είναι λογικό λοιπόν να υποθέσουμε ότι η φύση εξέλιξε αυτούς
τους μηχανισμούς πολύ νωρίς κατά την ανάπτυξη της ζωής και για το λόγο αυτό απαντώνται σχεδόν
απαράλλακτοι σε όλους τους οργανισμούς
ΠΕΡΙΣΣΟΤΕΡΗ ΑΝ ΑΓ ΝΩ ΣΗ
Κεφ 6 laquoDNAraquo από Alberts B Bray D Johnson A Lewis J Raff M Roberts K et al (2000) Βασι‐
κές Αρχές Κυτταρικής Βιολογίας Εισαγωγή στη Μοριακή Βιολογία του Κυττάρου (Χ Ζιούδρου Με‐
ταφ) Αθήνα Ιατρικές Εκδόσεις ΠΧ Πασχαλίδη
ΠΡΟΑΙΡΕΤΙΚΗ ΑΝΑΓΝΩΣΗ (ΣΤΑ ΑΓΓΛΙΚΑ)
Θέμα Πηγή
Δρεπανοκυτταρική αναιμία httpenwikipediaorgwikiSickle_cell_anemia
Επιδιόρθωση του DNA httpenwikipediaorgwikiDNA_repair
Μετάλλαξη httpenwikipediaorgwikiMutation
Σύστημα επιδιόρθωσης των αταί‐
ριαστων βάσεων του DNAhttpenwikipediaorgwikiMismatch_repair
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 3647
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 3747
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 3847
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 3947
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 4047
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 4147
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 4247
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 4347
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 4447
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 4547
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 4647
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 4747
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 2347
$ amp($ DNA)$ micro+(
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 2447
$amp S
$amp Srsquo
$amp-(micro)+ S
$amp ($amp Srsquo
$amp ($amp S
($amp-(micro)+ Srsquo
)-(0 (laquo1)2-(0raquo) 310 () DNA
To DNA $ ampmicro(amp) (+ - amp
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 2547
$amp (laquo($ampraquo) )$amp +$ DNA
-0123
-0123
-0123
456($+7 )$+7 +$87 DNA
H $amp( ) DNA
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 2647
H $amp () +) -+) (0 DNA
12 micro 32(45 $(643)
$amp ($)amp+
-0(1 DNA
-)2(1)3 $ -)4+ 5)
micro $ 61+7) laquo(amp$+amp)0(raquo
4amp0$8(9(
micro1(0(1 DNA micro
5$1)micro ) lt(7 DNA
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 2747
$amp()amp+ ()micro+-)micro 0$1 23(451
micro$amp262 7(1 289$$1 amp$962-$1 $amp221
7+ 70070lt1 4$=(8$1 23(451
$amp( )$+amp(
-$0)1 $( 2345(
2345( )$+(
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 2847
5rsquo $ $amp ()$amp
3rsquo $ $amp ()$amp
5rsquo $ $amp ()$amp
3rsquo $ $amp ()$amp
()$
+micro-+$ )+$amp)012micro+)$ ()$
3amp$454$06 $78
+0+96micro+)$ 0454$06 +$7amp0$)$amp+$0$
$amp () DNA
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 2947
laquo$ampraquo ()amp DNA
amp+-0 01 amp2001 01 345)1 6$71
8-(micro8 amp)98
$amp()( (+ amp$-+ (
DNA 0 micro 123$ (45678
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 3047
$amp() )(+)
amp (-+
(amp$+) 5rsquo3rsquo
01amp() )(+)
amp (-+
(amp$+) 3rsquo5rsquo
23 5rsquo 4563 738 796429lt
=29gt gt9 gt38532ABlt3
973micro9568gtCA
micro Blt36CD2lt5E B64FG
23 3rsquo 4563 738
796429lt =29gt
gt9 gt38532ABlt3
973micro9568gtCA
micro Blt36CD2lt5E
B64FG
ltF6H=microgt3FDF2=
26ltIDFI36lt5=
B3J86ltK3gt38532ABlt3
L0$amp()
L0)
) +ampL0) L+ 0M0
L) L+ + L+amp +
Lamp (++ L
N)-) +01
) L) + L
N)-) +01 0M
amp)+ +01 1 amp+ -0
$amp()( (+
()( micro- )01-
DNA micro$ 2$3+)(
5rsquo3rsquo
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 3147
$amp () RNA +amp-
0 amp 1+micro2amp
RNA +amp-3
micro45( $)1ampmicro() 67()
amp DNA(6)micro12amp 1859+ amp $amp 03 () 62micro(3
Okazaki (0+( 6(3)1($(3 ()6(5+ (
RNA +amp-
amp DNA(6)micro12amp (6(6amp17+ amp
$amp () 62micro(3 DNA
( 6+03 RNA+amp-3
65lt+ + +$5+
0 DNA
)=amp () ()
62micro(3 DNA micro ( +microamp)micro(
$)1ampmicro( 67( micro amp
12amp amp3 6+42amp3 ()DNA
H $amp ()micro+
DNA +- )$+ampmicro0-
(1-
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 3247
$amp() + -$+) micro -012 )amp3$45
micro$amp (ampamp()micro+amp) -+amp)
+amp)+012micro+amp3 -+amp3
amp01+4+
50$6(3
DNA amp)micro(78 7+4 amp+
(ampamp()micro+amp -+amp 99lt=gtlt
ABC
ADE=FltGgtlt
ABC
(06 20 DNA
078 amp) DNA
(0micro78
(4H+8 amp)
)+I20 micro
microamp+ampJ3 -+amp)3
RNA 0+863
+2amp micro6micro Okazaki
micro$amp 1)(8micro2+amp)
-+amp)
DNA amp)micro(78 7+4 amp+
1)(8micro2+amp -+amp
(micro03 ampamp8(-+0 8 J+18 +3 micro6microamp3 Okazaki)
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 3347
$amp()micro micro)+ )-+ )012+
micro$amp (ampamp()micro+amp) -+amp)
+amp)+012micro+amp3 -+amp3
DNA amp)micro(45 4+6
amp+ (ampamp()micro+amp -+amp (07 20 DNA
(0micro45
(68+5 amp)
)+920 micro
microamp+amp3 -+amp)3
RNA 0+573
micro7micro Okazaki
045 amp) DNA
micro$amp 1)(5micro2+amp) -+amp)
+amp)+012micro+amp3 -+amp3
DNA amp)micro(45 4+6 amp+ 1)(5micro2+amp -+amp
(micro03 ampamp5(-+0 5 +15 +3 micro7microamp3 Okazaki)
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 3447
Ε Ι Σ Α Γ Ω Γ Η Σ Τ Ι Σ Σ Υ Γ Χ Ρ Ο Ν Ε Σ Β Ι Ο Λ Ο Γ Ι Κ Ε Σ
Ε Π Ι Σ Τ Η Μ Ε Σ ΕΠΙΔΙΟΡΘΩΣΗ ΤΟΥ DN A
(05 ΟΚΤΩΒΡΙΟΥ 2007)
Στις προηγούμενες διαλέξεις είδαμε ότι η αντιγραφή διαθέτει τις κατάλληλες ασφαλιστικές δικλίδες
για την αποφυγή εισαγωγής λαθών μέσα στο DNA Ωστόσο ακόμα και με όλες αυτές τις προφυλά‐
ξεις από τη μεριά του κύτταρου είναι δυνατόν να συμβούν λάθη όπως για παράδειγμα η τοποθέ‐
τηση λάθος βάσης απέναντι σε μία άλλη (πχ G απέναντι από A) Τέτοια λάθη είναι εξαιρετικά σπά‐
νια (1 λάθος ανά 107 αντιγραφόμενα νουκλεοτίδια) και συνήθως δεν προκαλούν σοβαρά προβλήμα‐
τα στα κύτταρα (για λόγους που θα δούμε όταν μελετήσουμε τη μεταγραφή και τη μετάφραση του
γεν υλικού) Όμως υπάρχει πάντα η πιθανότητα μια μετάλλαξη (μόνιμη αλλαγή) του DNA όσο α‐
πλή και αν είναι να προκαλέσει σοβαρά προβλήματα στην επιβίωση ενός οργανισμού Ένα τέτοιο
πολύ κοινό παράδειγμα είναι η μετάλλαξη που προκαλεί τη δρεπανοκυτταρική αναιμία Πρόκειται
για τη μεταβολή ενός μόνου νουκλεοτιδίου από αδενίνη σε θυμίνη στο γονίδιο της β‐σφαιρίνης που
προκαλεί την παραγωγή ελαττωματικής πρωτεΐνης Αν ένα άτομο έχει κληρονομήσει 2 τέτοια μεταλ‐
λαγμένα γονίδια (ένα από κάθε γονέα) τότε όλη η αιμοσφαιρίνη του αίματος του είναι δυσλειτουρ‐
γική με αποτέλεσμα τον θάνατο Στην περίπτωση που έχει μόνο το ένα από τα δύο γονίδια μεταλ‐
λαγμένο τότε το άτομο αυτό έστω και με κάποια προβλήματα θα μπορέσει να έχει μια φυσιολογική
ζωή
Μια άλλη ασθένεια στην οποία διαδραματίζουν καθοριστικό ρόλο οι μεταλλάξεις είναι ο καρκίνος
Κατά τη διάρκεια της ζωής ενός ανθρώπου δημιουργούνται και συσσωρεύονται μεταλλάξεις στα
σωματικά κύτταρα του ανθρώπου και μπορεί να τύχει κάποιες από αυτές τις μεταλλάξεις να είναι σεγονίδια του κυτταρικού κύκλου Όσο μεγαλύτερο είναι ένα άτομο σε ηλικία τόσες μεγαλύτερες είναι
οι πιθανότητες να έχει συσσωρεύσει μια σειρά από μεταλλάξεις στα σωματικά του κύτταρα που θα
του προκαλέσουν καρκίνο Μάλιστα διάφορες έρευνες δείχνουν ότι οι πιθανότητες να εμφανίσει
κάποιος καρκίνο αυξάνουν εκθετικά με την ηλικία
Τελικά αυτό που συμβαίνει είναι ότι παρόλο που τα λάθη στην αντιγραφή του DNA είναι εξαιρετικά
σπάνια ο αριθμός των αντιγραφών που γίνονται σε ένα πολύπλοκο ευκαρυωτικό οργανισμό είναι
τόσος μεγάλος που αναπόφευκτα θα συσσωρευτεί ένας μεγάλος αριθμός από μεταλλάξεις στα σω‐
ματικά κύτταρα Για το λόγο αυτό όλα τα κύτταρα έχουν αποκτήσει ένα περίτεχνο σύνολο μηχανι‐
σμών μέσω των οποίων ελαττώνουν (περίπου κατά 100 φορές) τον αριθμό των μεταλλάξεων που
συμβαίνουν στο DNA τους Όλοι οι διαφορετικοί μηχανισμοί που έχουν ως σκοπό την απαλοιφή των
λαθών που γίνονται κατά την αντιγραφή περιγράφονται συλλογικά με τον όρο μηχανισμοί επιδιόρ‐θωσης του DNA
Ο βασικότερος μηχανισμός απαλοιφής λαθών ονομάζεται σύστημα επιδιόρθωσης των αταίριαστων
βάσεων του DNA και όπως φανερώνει το όνομά του η λειτουργία του είναι να αναγνωρίζει και να
διορθώνει τα αταίριαστα νουκλεοτίδια στον καινούργιο κλώνο του DNA Η διαδικασία της αναγνώ‐
ρισης του σωστού κλώνου είναι ίσως η πιο δύσκολη και σίγουρα η σημαντικότερη για τη σωστή επι‐
διόρθωση Αν το γονεϊκό κύτταρο δεν επιδιορθώσει τον μεταλλαγμένο κλώνο τότε το θυγατρικό κύτ‐
ταρο θα περιέχει μια μετάλλαξη ενώ το γονεϊκό καμία αν όμως το κύτταρο επιδιορθώσει τον λάθος
κλώνο (δηλ τον κλώνο εκμαγείο) τότε το αποτέλεσμα θα είναι να υπάρχει η μετάλλαξη και στους
δύο κλώνους και συνεπώς και σε όλα τα κύτταρα που θα δημιουργηθούν στο εξής Επομένως η επι‐
διόρθωση του λάθος κλώνου επιφέρει χειρότερα αποτελέσματα από ότι το ίδιο το λάθος εξαρχής Αν
και δεν είναι ακόμα γνωστός ο τρόπος με τον οποίο το σύστημα επιδιόρθωσης των αταίριαστων ζευ‐
γών αναγνωρίζει το νεοσυντιθέμενο κλώνο φαίνεται ότι οι νεοσυντιθέμενοι κλώνοι (τόσο ο προπο‐
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 3547
ρευόμενος όσο και ο καθυστερημένος) υφίσταται εγκοπές που καθοδηγούν το μηχανισμό στην ανα‐
γνώρισή τους
Όσον αφορά τη ίδια τη διαδικασία της επιδιόρθωσης αυτή πραγματοποιείται σε τρία βασικά στάδια
Κατά το πρώτο στάδιο κόβεται και αφαιρείται η λάθος βάση από το νεοσυντιθέμενο κλώνο με τη
βοήθεια μιας νουκλεάσης Στο 2ο στάδιο μια DNA πολυμεράση αναλαμβάνει να καλύψει το κενό που
δημιουργήθηκε χρησιμοποιώντας ως εκμαγείο τον σωστό κλώνο ενώ τη δουλειά τελειώνει στο 3ο
στάδιο μια DNA λιγάση που συνενώνει το κενό στο σκελετό του σακχαρο ‐φωσφορικού σκελετού του
νεοσυντιθέμενου κλώνου Είναι φανερό ότι η διαδικασία της επιδιόρθωσης μοιράζεται πολλούς μη‐
χανισμούς και ένζυμα με την αντιγραφή με τον τρόπο αυτό το κύτταρο χρησιμοποιεί ένζυμα τα ο‐
ποία είναι εξελιγμένα να συνθέτουν DNA με μεγάλη ακρίβεια ενώ συγχρόνως κάνει και οικονομία
πρώτων υλών
Βέβαια δεν οφείλονται όλα τα λάθη του DNA στο λάθος ταίριασμα βάσεων κατά την αντιγραφή Α‐
κόμα και όταν το DNA δεν αντιγράφεται υφίσταται συνεχώς βλάβες όπως και κάθε άλλο μόριο ενός
οργανισμού Οι βλάβες αυτές οφείλονται σε εξωγενής παράγοντες όπως για παράδειγμα η υψηλή
θερμοκρασία η υπεριώδης ακτινοβολία η ραδιενέργεια η έλλειψη πρώτων υλών (αβιταμίνωση)
κλπ Για παράδειγμα μια πολύ κοινή βλάβη που προκαλείται από την υπεριώδη ακτινοβολία είναι η
μετατροπή δύο γειτονικών βάσεων θυμίνης σε ένα διμερές θυμίνης Τέτοιες αλλαγές προκαλούν τη
μετατόπιση του πλαισίου ανάγνωσης του DNA που με τη σειρά του οδηγεί σε σοβαρά λάθη στις πα‐
ραγόμενες πρωτεΐνες Οι μηχανισμοί που χρησιμοποιούνται για την επιδιόρθωση τέτοιων λαθών
είναι διαφορετικοί από αυτόν που περιγράφθηκε μοιράζονται όμως πολλές διαδικασίες και ένζυμα
καθώς και τη βασική αρχή ότι χρησιμοποιείται ως εκμαγείο ο κλώνος που δεν έχει υποστεί λάθος
Από τα παραπάνω είναι φανερό ότι αν δεν υπήρχαν οι μηχανισμοί επιδιόρθωσης του DNA μια και
μόνο μέρα θα ήταν αρκετή για να συγκεντρώσουμε τόσες μεταλλάξεις στα κύτταρα μας που θα οδη‐
γούμασταν άμεσα στο θάνατο μας Είναι λογικό λοιπόν να υποθέσουμε ότι η φύση εξέλιξε αυτούς
τους μηχανισμούς πολύ νωρίς κατά την ανάπτυξη της ζωής και για το λόγο αυτό απαντώνται σχεδόν
απαράλλακτοι σε όλους τους οργανισμούς
ΠΕΡΙΣΣΟΤΕΡΗ ΑΝ ΑΓ ΝΩ ΣΗ
Κεφ 6 laquoDNAraquo από Alberts B Bray D Johnson A Lewis J Raff M Roberts K et al (2000) Βασι‐
κές Αρχές Κυτταρικής Βιολογίας Εισαγωγή στη Μοριακή Βιολογία του Κυττάρου (Χ Ζιούδρου Με‐
ταφ) Αθήνα Ιατρικές Εκδόσεις ΠΧ Πασχαλίδη
ΠΡΟΑΙΡΕΤΙΚΗ ΑΝΑΓΝΩΣΗ (ΣΤΑ ΑΓΓΛΙΚΑ)
Θέμα Πηγή
Δρεπανοκυτταρική αναιμία httpenwikipediaorgwikiSickle_cell_anemia
Επιδιόρθωση του DNA httpenwikipediaorgwikiDNA_repair
Μετάλλαξη httpenwikipediaorgwikiMutation
Σύστημα επιδιόρθωσης των αταί‐
ριαστων βάσεων του DNAhttpenwikipediaorgwikiMismatch_repair
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 3647
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 3747
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 3847
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 3947
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 4047
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 4147
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 4247
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 4347
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 4447
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 4547
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 4647
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 4747
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 2447
$amp S
$amp Srsquo
$amp-(micro)+ S
$amp ($amp Srsquo
$amp ($amp S
($amp-(micro)+ Srsquo
)-(0 (laquo1)2-(0raquo) 310 () DNA
To DNA $ ampmicro(amp) (+ - amp
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 2547
$amp (laquo($ampraquo) )$amp +$ DNA
-0123
-0123
-0123
456($+7 )$+7 +$87 DNA
H $amp( ) DNA
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 2647
H $amp () +) -+) (0 DNA
12 micro 32(45 $(643)
$amp ($)amp+
-0(1 DNA
-)2(1)3 $ -)4+ 5)
micro $ 61+7) laquo(amp$+amp)0(raquo
4amp0$8(9(
micro1(0(1 DNA micro
5$1)micro ) lt(7 DNA
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 2747
$amp()amp+ ()micro+-)micro 0$1 23(451
micro$amp262 7(1 289$$1 amp$962-$1 $amp221
7+ 70070lt1 4$=(8$1 23(451
$amp( )$+amp(
-$0)1 $( 2345(
2345( )$+(
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 2847
5rsquo $ $amp ()$amp
3rsquo $ $amp ()$amp
5rsquo $ $amp ()$amp
3rsquo $ $amp ()$amp
()$
+micro-+$ )+$amp)012micro+)$ ()$
3amp$454$06 $78
+0+96micro+)$ 0454$06 +$7amp0$)$amp+$0$
$amp () DNA
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 2947
laquo$ampraquo ()amp DNA
amp+-0 01 amp2001 01 345)1 6$71
8-(micro8 amp)98
$amp()( (+ amp$-+ (
DNA 0 micro 123$ (45678
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 3047
$amp() )(+)
amp (-+
(amp$+) 5rsquo3rsquo
01amp() )(+)
amp (-+
(amp$+) 3rsquo5rsquo
23 5rsquo 4563 738 796429lt
=29gt gt9 gt38532ABlt3
973micro9568gtCA
micro Blt36CD2lt5E B64FG
23 3rsquo 4563 738
796429lt =29gt
gt9 gt38532ABlt3
973micro9568gtCA
micro Blt36CD2lt5E
B64FG
ltF6H=microgt3FDF2=
26ltIDFI36lt5=
B3J86ltK3gt38532ABlt3
L0$amp()
L0)
) +ampL0) L+ 0M0
L) L+ + L+amp +
Lamp (++ L
N)-) +01
) L) + L
N)-) +01 0M
amp)+ +01 1 amp+ -0
$amp()( (+
()( micro- )01-
DNA micro$ 2$3+)(
5rsquo3rsquo
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 3147
$amp () RNA +amp-
0 amp 1+micro2amp
RNA +amp-3
micro45( $)1ampmicro() 67()
amp DNA(6)micro12amp 1859+ amp $amp 03 () 62micro(3
Okazaki (0+( 6(3)1($(3 ()6(5+ (
RNA +amp-
amp DNA(6)micro12amp (6(6amp17+ amp
$amp () 62micro(3 DNA
( 6+03 RNA+amp-3
65lt+ + +$5+
0 DNA
)=amp () ()
62micro(3 DNA micro ( +microamp)micro(
$)1ampmicro( 67( micro amp
12amp amp3 6+42amp3 ()DNA
H $amp ()micro+
DNA +- )$+ampmicro0-
(1-
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 3247
$amp() + -$+) micro -012 )amp3$45
micro$amp (ampamp()micro+amp) -+amp)
+amp)+012micro+amp3 -+amp3
amp01+4+
50$6(3
DNA amp)micro(78 7+4 amp+
(ampamp()micro+amp -+amp 99lt=gtlt
ABC
ADE=FltGgtlt
ABC
(06 20 DNA
078 amp) DNA
(0micro78
(4H+8 amp)
)+I20 micro
microamp+ampJ3 -+amp)3
RNA 0+863
+2amp micro6micro Okazaki
micro$amp 1)(8micro2+amp)
-+amp)
DNA amp)micro(78 7+4 amp+
1)(8micro2+amp -+amp
(micro03 ampamp8(-+0 8 J+18 +3 micro6microamp3 Okazaki)
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 3347
$amp()micro micro)+ )-+ )012+
micro$amp (ampamp()micro+amp) -+amp)
+amp)+012micro+amp3 -+amp3
DNA amp)micro(45 4+6
amp+ (ampamp()micro+amp -+amp (07 20 DNA
(0micro45
(68+5 amp)
)+920 micro
microamp+amp3 -+amp)3
RNA 0+573
micro7micro Okazaki
045 amp) DNA
micro$amp 1)(5micro2+amp) -+amp)
+amp)+012micro+amp3 -+amp3
DNA amp)micro(45 4+6 amp+ 1)(5micro2+amp -+amp
(micro03 ampamp5(-+0 5 +15 +3 micro7microamp3 Okazaki)
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 3447
Ε Ι Σ Α Γ Ω Γ Η Σ Τ Ι Σ Σ Υ Γ Χ Ρ Ο Ν Ε Σ Β Ι Ο Λ Ο Γ Ι Κ Ε Σ
Ε Π Ι Σ Τ Η Μ Ε Σ ΕΠΙΔΙΟΡΘΩΣΗ ΤΟΥ DN A
(05 ΟΚΤΩΒΡΙΟΥ 2007)
Στις προηγούμενες διαλέξεις είδαμε ότι η αντιγραφή διαθέτει τις κατάλληλες ασφαλιστικές δικλίδες
για την αποφυγή εισαγωγής λαθών μέσα στο DNA Ωστόσο ακόμα και με όλες αυτές τις προφυλά‐
ξεις από τη μεριά του κύτταρου είναι δυνατόν να συμβούν λάθη όπως για παράδειγμα η τοποθέ‐
τηση λάθος βάσης απέναντι σε μία άλλη (πχ G απέναντι από A) Τέτοια λάθη είναι εξαιρετικά σπά‐
νια (1 λάθος ανά 107 αντιγραφόμενα νουκλεοτίδια) και συνήθως δεν προκαλούν σοβαρά προβλήμα‐
τα στα κύτταρα (για λόγους που θα δούμε όταν μελετήσουμε τη μεταγραφή και τη μετάφραση του
γεν υλικού) Όμως υπάρχει πάντα η πιθανότητα μια μετάλλαξη (μόνιμη αλλαγή) του DNA όσο α‐
πλή και αν είναι να προκαλέσει σοβαρά προβλήματα στην επιβίωση ενός οργανισμού Ένα τέτοιο
πολύ κοινό παράδειγμα είναι η μετάλλαξη που προκαλεί τη δρεπανοκυτταρική αναιμία Πρόκειται
για τη μεταβολή ενός μόνου νουκλεοτιδίου από αδενίνη σε θυμίνη στο γονίδιο της β‐σφαιρίνης που
προκαλεί την παραγωγή ελαττωματικής πρωτεΐνης Αν ένα άτομο έχει κληρονομήσει 2 τέτοια μεταλ‐
λαγμένα γονίδια (ένα από κάθε γονέα) τότε όλη η αιμοσφαιρίνη του αίματος του είναι δυσλειτουρ‐
γική με αποτέλεσμα τον θάνατο Στην περίπτωση που έχει μόνο το ένα από τα δύο γονίδια μεταλ‐
λαγμένο τότε το άτομο αυτό έστω και με κάποια προβλήματα θα μπορέσει να έχει μια φυσιολογική
ζωή
Μια άλλη ασθένεια στην οποία διαδραματίζουν καθοριστικό ρόλο οι μεταλλάξεις είναι ο καρκίνος
Κατά τη διάρκεια της ζωής ενός ανθρώπου δημιουργούνται και συσσωρεύονται μεταλλάξεις στα
σωματικά κύτταρα του ανθρώπου και μπορεί να τύχει κάποιες από αυτές τις μεταλλάξεις να είναι σεγονίδια του κυτταρικού κύκλου Όσο μεγαλύτερο είναι ένα άτομο σε ηλικία τόσες μεγαλύτερες είναι
οι πιθανότητες να έχει συσσωρεύσει μια σειρά από μεταλλάξεις στα σωματικά του κύτταρα που θα
του προκαλέσουν καρκίνο Μάλιστα διάφορες έρευνες δείχνουν ότι οι πιθανότητες να εμφανίσει
κάποιος καρκίνο αυξάνουν εκθετικά με την ηλικία
Τελικά αυτό που συμβαίνει είναι ότι παρόλο που τα λάθη στην αντιγραφή του DNA είναι εξαιρετικά
σπάνια ο αριθμός των αντιγραφών που γίνονται σε ένα πολύπλοκο ευκαρυωτικό οργανισμό είναι
τόσος μεγάλος που αναπόφευκτα θα συσσωρευτεί ένας μεγάλος αριθμός από μεταλλάξεις στα σω‐
ματικά κύτταρα Για το λόγο αυτό όλα τα κύτταρα έχουν αποκτήσει ένα περίτεχνο σύνολο μηχανι‐
σμών μέσω των οποίων ελαττώνουν (περίπου κατά 100 φορές) τον αριθμό των μεταλλάξεων που
συμβαίνουν στο DNA τους Όλοι οι διαφορετικοί μηχανισμοί που έχουν ως σκοπό την απαλοιφή των
λαθών που γίνονται κατά την αντιγραφή περιγράφονται συλλογικά με τον όρο μηχανισμοί επιδιόρ‐θωσης του DNA
Ο βασικότερος μηχανισμός απαλοιφής λαθών ονομάζεται σύστημα επιδιόρθωσης των αταίριαστων
βάσεων του DNA και όπως φανερώνει το όνομά του η λειτουργία του είναι να αναγνωρίζει και να
διορθώνει τα αταίριαστα νουκλεοτίδια στον καινούργιο κλώνο του DNA Η διαδικασία της αναγνώ‐
ρισης του σωστού κλώνου είναι ίσως η πιο δύσκολη και σίγουρα η σημαντικότερη για τη σωστή επι‐
διόρθωση Αν το γονεϊκό κύτταρο δεν επιδιορθώσει τον μεταλλαγμένο κλώνο τότε το θυγατρικό κύτ‐
ταρο θα περιέχει μια μετάλλαξη ενώ το γονεϊκό καμία αν όμως το κύτταρο επιδιορθώσει τον λάθος
κλώνο (δηλ τον κλώνο εκμαγείο) τότε το αποτέλεσμα θα είναι να υπάρχει η μετάλλαξη και στους
δύο κλώνους και συνεπώς και σε όλα τα κύτταρα που θα δημιουργηθούν στο εξής Επομένως η επι‐
διόρθωση του λάθος κλώνου επιφέρει χειρότερα αποτελέσματα από ότι το ίδιο το λάθος εξαρχής Αν
και δεν είναι ακόμα γνωστός ο τρόπος με τον οποίο το σύστημα επιδιόρθωσης των αταίριαστων ζευ‐
γών αναγνωρίζει το νεοσυντιθέμενο κλώνο φαίνεται ότι οι νεοσυντιθέμενοι κλώνοι (τόσο ο προπο‐
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 3547
ρευόμενος όσο και ο καθυστερημένος) υφίσταται εγκοπές που καθοδηγούν το μηχανισμό στην ανα‐
γνώρισή τους
Όσον αφορά τη ίδια τη διαδικασία της επιδιόρθωσης αυτή πραγματοποιείται σε τρία βασικά στάδια
Κατά το πρώτο στάδιο κόβεται και αφαιρείται η λάθος βάση από το νεοσυντιθέμενο κλώνο με τη
βοήθεια μιας νουκλεάσης Στο 2ο στάδιο μια DNA πολυμεράση αναλαμβάνει να καλύψει το κενό που
δημιουργήθηκε χρησιμοποιώντας ως εκμαγείο τον σωστό κλώνο ενώ τη δουλειά τελειώνει στο 3ο
στάδιο μια DNA λιγάση που συνενώνει το κενό στο σκελετό του σακχαρο ‐φωσφορικού σκελετού του
νεοσυντιθέμενου κλώνου Είναι φανερό ότι η διαδικασία της επιδιόρθωσης μοιράζεται πολλούς μη‐
χανισμούς και ένζυμα με την αντιγραφή με τον τρόπο αυτό το κύτταρο χρησιμοποιεί ένζυμα τα ο‐
ποία είναι εξελιγμένα να συνθέτουν DNA με μεγάλη ακρίβεια ενώ συγχρόνως κάνει και οικονομία
πρώτων υλών
Βέβαια δεν οφείλονται όλα τα λάθη του DNA στο λάθος ταίριασμα βάσεων κατά την αντιγραφή Α‐
κόμα και όταν το DNA δεν αντιγράφεται υφίσταται συνεχώς βλάβες όπως και κάθε άλλο μόριο ενός
οργανισμού Οι βλάβες αυτές οφείλονται σε εξωγενής παράγοντες όπως για παράδειγμα η υψηλή
θερμοκρασία η υπεριώδης ακτινοβολία η ραδιενέργεια η έλλειψη πρώτων υλών (αβιταμίνωση)
κλπ Για παράδειγμα μια πολύ κοινή βλάβη που προκαλείται από την υπεριώδη ακτινοβολία είναι η
μετατροπή δύο γειτονικών βάσεων θυμίνης σε ένα διμερές θυμίνης Τέτοιες αλλαγές προκαλούν τη
μετατόπιση του πλαισίου ανάγνωσης του DNA που με τη σειρά του οδηγεί σε σοβαρά λάθη στις πα‐
ραγόμενες πρωτεΐνες Οι μηχανισμοί που χρησιμοποιούνται για την επιδιόρθωση τέτοιων λαθών
είναι διαφορετικοί από αυτόν που περιγράφθηκε μοιράζονται όμως πολλές διαδικασίες και ένζυμα
καθώς και τη βασική αρχή ότι χρησιμοποιείται ως εκμαγείο ο κλώνος που δεν έχει υποστεί λάθος
Από τα παραπάνω είναι φανερό ότι αν δεν υπήρχαν οι μηχανισμοί επιδιόρθωσης του DNA μια και
μόνο μέρα θα ήταν αρκετή για να συγκεντρώσουμε τόσες μεταλλάξεις στα κύτταρα μας που θα οδη‐
γούμασταν άμεσα στο θάνατο μας Είναι λογικό λοιπόν να υποθέσουμε ότι η φύση εξέλιξε αυτούς
τους μηχανισμούς πολύ νωρίς κατά την ανάπτυξη της ζωής και για το λόγο αυτό απαντώνται σχεδόν
απαράλλακτοι σε όλους τους οργανισμούς
ΠΕΡΙΣΣΟΤΕΡΗ ΑΝ ΑΓ ΝΩ ΣΗ
Κεφ 6 laquoDNAraquo από Alberts B Bray D Johnson A Lewis J Raff M Roberts K et al (2000) Βασι‐
κές Αρχές Κυτταρικής Βιολογίας Εισαγωγή στη Μοριακή Βιολογία του Κυττάρου (Χ Ζιούδρου Με‐
ταφ) Αθήνα Ιατρικές Εκδόσεις ΠΧ Πασχαλίδη
ΠΡΟΑΙΡΕΤΙΚΗ ΑΝΑΓΝΩΣΗ (ΣΤΑ ΑΓΓΛΙΚΑ)
Θέμα Πηγή
Δρεπανοκυτταρική αναιμία httpenwikipediaorgwikiSickle_cell_anemia
Επιδιόρθωση του DNA httpenwikipediaorgwikiDNA_repair
Μετάλλαξη httpenwikipediaorgwikiMutation
Σύστημα επιδιόρθωσης των αταί‐
ριαστων βάσεων του DNAhttpenwikipediaorgwikiMismatch_repair
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 3647
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 3747
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 3847
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 3947
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 4047
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 4147
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 4247
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 4347
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 4447
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 4547
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 4647
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 4747
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 2547
$amp (laquo($ampraquo) )$amp +$ DNA
-0123
-0123
-0123
456($+7 )$+7 +$87 DNA
H $amp( ) DNA
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 2647
H $amp () +) -+) (0 DNA
12 micro 32(45 $(643)
$amp ($)amp+
-0(1 DNA
-)2(1)3 $ -)4+ 5)
micro $ 61+7) laquo(amp$+amp)0(raquo
4amp0$8(9(
micro1(0(1 DNA micro
5$1)micro ) lt(7 DNA
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 2747
$amp()amp+ ()micro+-)micro 0$1 23(451
micro$amp262 7(1 289$$1 amp$962-$1 $amp221
7+ 70070lt1 4$=(8$1 23(451
$amp( )$+amp(
-$0)1 $( 2345(
2345( )$+(
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 2847
5rsquo $ $amp ()$amp
3rsquo $ $amp ()$amp
5rsquo $ $amp ()$amp
3rsquo $ $amp ()$amp
()$
+micro-+$ )+$amp)012micro+)$ ()$
3amp$454$06 $78
+0+96micro+)$ 0454$06 +$7amp0$)$amp+$0$
$amp () DNA
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 2947
laquo$ampraquo ()amp DNA
amp+-0 01 amp2001 01 345)1 6$71
8-(micro8 amp)98
$amp()( (+ amp$-+ (
DNA 0 micro 123$ (45678
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 3047
$amp() )(+)
amp (-+
(amp$+) 5rsquo3rsquo
01amp() )(+)
amp (-+
(amp$+) 3rsquo5rsquo
23 5rsquo 4563 738 796429lt
=29gt gt9 gt38532ABlt3
973micro9568gtCA
micro Blt36CD2lt5E B64FG
23 3rsquo 4563 738
796429lt =29gt
gt9 gt38532ABlt3
973micro9568gtCA
micro Blt36CD2lt5E
B64FG
ltF6H=microgt3FDF2=
26ltIDFI36lt5=
B3J86ltK3gt38532ABlt3
L0$amp()
L0)
) +ampL0) L+ 0M0
L) L+ + L+amp +
Lamp (++ L
N)-) +01
) L) + L
N)-) +01 0M
amp)+ +01 1 amp+ -0
$amp()( (+
()( micro- )01-
DNA micro$ 2$3+)(
5rsquo3rsquo
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 3147
$amp () RNA +amp-
0 amp 1+micro2amp
RNA +amp-3
micro45( $)1ampmicro() 67()
amp DNA(6)micro12amp 1859+ amp $amp 03 () 62micro(3
Okazaki (0+( 6(3)1($(3 ()6(5+ (
RNA +amp-
amp DNA(6)micro12amp (6(6amp17+ amp
$amp () 62micro(3 DNA
( 6+03 RNA+amp-3
65lt+ + +$5+
0 DNA
)=amp () ()
62micro(3 DNA micro ( +microamp)micro(
$)1ampmicro( 67( micro amp
12amp amp3 6+42amp3 ()DNA
H $amp ()micro+
DNA +- )$+ampmicro0-
(1-
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 3247
$amp() + -$+) micro -012 )amp3$45
micro$amp (ampamp()micro+amp) -+amp)
+amp)+012micro+amp3 -+amp3
amp01+4+
50$6(3
DNA amp)micro(78 7+4 amp+
(ampamp()micro+amp -+amp 99lt=gtlt
ABC
ADE=FltGgtlt
ABC
(06 20 DNA
078 amp) DNA
(0micro78
(4H+8 amp)
)+I20 micro
microamp+ampJ3 -+amp)3
RNA 0+863
+2amp micro6micro Okazaki
micro$amp 1)(8micro2+amp)
-+amp)
DNA amp)micro(78 7+4 amp+
1)(8micro2+amp -+amp
(micro03 ampamp8(-+0 8 J+18 +3 micro6microamp3 Okazaki)
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 3347
$amp()micro micro)+ )-+ )012+
micro$amp (ampamp()micro+amp) -+amp)
+amp)+012micro+amp3 -+amp3
DNA amp)micro(45 4+6
amp+ (ampamp()micro+amp -+amp (07 20 DNA
(0micro45
(68+5 amp)
)+920 micro
microamp+amp3 -+amp)3
RNA 0+573
micro7micro Okazaki
045 amp) DNA
micro$amp 1)(5micro2+amp) -+amp)
+amp)+012micro+amp3 -+amp3
DNA amp)micro(45 4+6 amp+ 1)(5micro2+amp -+amp
(micro03 ampamp5(-+0 5 +15 +3 micro7microamp3 Okazaki)
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 3447
Ε Ι Σ Α Γ Ω Γ Η Σ Τ Ι Σ Σ Υ Γ Χ Ρ Ο Ν Ε Σ Β Ι Ο Λ Ο Γ Ι Κ Ε Σ
Ε Π Ι Σ Τ Η Μ Ε Σ ΕΠΙΔΙΟΡΘΩΣΗ ΤΟΥ DN A
(05 ΟΚΤΩΒΡΙΟΥ 2007)
Στις προηγούμενες διαλέξεις είδαμε ότι η αντιγραφή διαθέτει τις κατάλληλες ασφαλιστικές δικλίδες
για την αποφυγή εισαγωγής λαθών μέσα στο DNA Ωστόσο ακόμα και με όλες αυτές τις προφυλά‐
ξεις από τη μεριά του κύτταρου είναι δυνατόν να συμβούν λάθη όπως για παράδειγμα η τοποθέ‐
τηση λάθος βάσης απέναντι σε μία άλλη (πχ G απέναντι από A) Τέτοια λάθη είναι εξαιρετικά σπά‐
νια (1 λάθος ανά 107 αντιγραφόμενα νουκλεοτίδια) και συνήθως δεν προκαλούν σοβαρά προβλήμα‐
τα στα κύτταρα (για λόγους που θα δούμε όταν μελετήσουμε τη μεταγραφή και τη μετάφραση του
γεν υλικού) Όμως υπάρχει πάντα η πιθανότητα μια μετάλλαξη (μόνιμη αλλαγή) του DNA όσο α‐
πλή και αν είναι να προκαλέσει σοβαρά προβλήματα στην επιβίωση ενός οργανισμού Ένα τέτοιο
πολύ κοινό παράδειγμα είναι η μετάλλαξη που προκαλεί τη δρεπανοκυτταρική αναιμία Πρόκειται
για τη μεταβολή ενός μόνου νουκλεοτιδίου από αδενίνη σε θυμίνη στο γονίδιο της β‐σφαιρίνης που
προκαλεί την παραγωγή ελαττωματικής πρωτεΐνης Αν ένα άτομο έχει κληρονομήσει 2 τέτοια μεταλ‐
λαγμένα γονίδια (ένα από κάθε γονέα) τότε όλη η αιμοσφαιρίνη του αίματος του είναι δυσλειτουρ‐
γική με αποτέλεσμα τον θάνατο Στην περίπτωση που έχει μόνο το ένα από τα δύο γονίδια μεταλ‐
λαγμένο τότε το άτομο αυτό έστω και με κάποια προβλήματα θα μπορέσει να έχει μια φυσιολογική
ζωή
Μια άλλη ασθένεια στην οποία διαδραματίζουν καθοριστικό ρόλο οι μεταλλάξεις είναι ο καρκίνος
Κατά τη διάρκεια της ζωής ενός ανθρώπου δημιουργούνται και συσσωρεύονται μεταλλάξεις στα
σωματικά κύτταρα του ανθρώπου και μπορεί να τύχει κάποιες από αυτές τις μεταλλάξεις να είναι σεγονίδια του κυτταρικού κύκλου Όσο μεγαλύτερο είναι ένα άτομο σε ηλικία τόσες μεγαλύτερες είναι
οι πιθανότητες να έχει συσσωρεύσει μια σειρά από μεταλλάξεις στα σωματικά του κύτταρα που θα
του προκαλέσουν καρκίνο Μάλιστα διάφορες έρευνες δείχνουν ότι οι πιθανότητες να εμφανίσει
κάποιος καρκίνο αυξάνουν εκθετικά με την ηλικία
Τελικά αυτό που συμβαίνει είναι ότι παρόλο που τα λάθη στην αντιγραφή του DNA είναι εξαιρετικά
σπάνια ο αριθμός των αντιγραφών που γίνονται σε ένα πολύπλοκο ευκαρυωτικό οργανισμό είναι
τόσος μεγάλος που αναπόφευκτα θα συσσωρευτεί ένας μεγάλος αριθμός από μεταλλάξεις στα σω‐
ματικά κύτταρα Για το λόγο αυτό όλα τα κύτταρα έχουν αποκτήσει ένα περίτεχνο σύνολο μηχανι‐
σμών μέσω των οποίων ελαττώνουν (περίπου κατά 100 φορές) τον αριθμό των μεταλλάξεων που
συμβαίνουν στο DNA τους Όλοι οι διαφορετικοί μηχανισμοί που έχουν ως σκοπό την απαλοιφή των
λαθών που γίνονται κατά την αντιγραφή περιγράφονται συλλογικά με τον όρο μηχανισμοί επιδιόρ‐θωσης του DNA
Ο βασικότερος μηχανισμός απαλοιφής λαθών ονομάζεται σύστημα επιδιόρθωσης των αταίριαστων
βάσεων του DNA και όπως φανερώνει το όνομά του η λειτουργία του είναι να αναγνωρίζει και να
διορθώνει τα αταίριαστα νουκλεοτίδια στον καινούργιο κλώνο του DNA Η διαδικασία της αναγνώ‐
ρισης του σωστού κλώνου είναι ίσως η πιο δύσκολη και σίγουρα η σημαντικότερη για τη σωστή επι‐
διόρθωση Αν το γονεϊκό κύτταρο δεν επιδιορθώσει τον μεταλλαγμένο κλώνο τότε το θυγατρικό κύτ‐
ταρο θα περιέχει μια μετάλλαξη ενώ το γονεϊκό καμία αν όμως το κύτταρο επιδιορθώσει τον λάθος
κλώνο (δηλ τον κλώνο εκμαγείο) τότε το αποτέλεσμα θα είναι να υπάρχει η μετάλλαξη και στους
δύο κλώνους και συνεπώς και σε όλα τα κύτταρα που θα δημιουργηθούν στο εξής Επομένως η επι‐
διόρθωση του λάθος κλώνου επιφέρει χειρότερα αποτελέσματα από ότι το ίδιο το λάθος εξαρχής Αν
και δεν είναι ακόμα γνωστός ο τρόπος με τον οποίο το σύστημα επιδιόρθωσης των αταίριαστων ζευ‐
γών αναγνωρίζει το νεοσυντιθέμενο κλώνο φαίνεται ότι οι νεοσυντιθέμενοι κλώνοι (τόσο ο προπο‐
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 3547
ρευόμενος όσο και ο καθυστερημένος) υφίσταται εγκοπές που καθοδηγούν το μηχανισμό στην ανα‐
γνώρισή τους
Όσον αφορά τη ίδια τη διαδικασία της επιδιόρθωσης αυτή πραγματοποιείται σε τρία βασικά στάδια
Κατά το πρώτο στάδιο κόβεται και αφαιρείται η λάθος βάση από το νεοσυντιθέμενο κλώνο με τη
βοήθεια μιας νουκλεάσης Στο 2ο στάδιο μια DNA πολυμεράση αναλαμβάνει να καλύψει το κενό που
δημιουργήθηκε χρησιμοποιώντας ως εκμαγείο τον σωστό κλώνο ενώ τη δουλειά τελειώνει στο 3ο
στάδιο μια DNA λιγάση που συνενώνει το κενό στο σκελετό του σακχαρο ‐φωσφορικού σκελετού του
νεοσυντιθέμενου κλώνου Είναι φανερό ότι η διαδικασία της επιδιόρθωσης μοιράζεται πολλούς μη‐
χανισμούς και ένζυμα με την αντιγραφή με τον τρόπο αυτό το κύτταρο χρησιμοποιεί ένζυμα τα ο‐
ποία είναι εξελιγμένα να συνθέτουν DNA με μεγάλη ακρίβεια ενώ συγχρόνως κάνει και οικονομία
πρώτων υλών
Βέβαια δεν οφείλονται όλα τα λάθη του DNA στο λάθος ταίριασμα βάσεων κατά την αντιγραφή Α‐
κόμα και όταν το DNA δεν αντιγράφεται υφίσταται συνεχώς βλάβες όπως και κάθε άλλο μόριο ενός
οργανισμού Οι βλάβες αυτές οφείλονται σε εξωγενής παράγοντες όπως για παράδειγμα η υψηλή
θερμοκρασία η υπεριώδης ακτινοβολία η ραδιενέργεια η έλλειψη πρώτων υλών (αβιταμίνωση)
κλπ Για παράδειγμα μια πολύ κοινή βλάβη που προκαλείται από την υπεριώδη ακτινοβολία είναι η
μετατροπή δύο γειτονικών βάσεων θυμίνης σε ένα διμερές θυμίνης Τέτοιες αλλαγές προκαλούν τη
μετατόπιση του πλαισίου ανάγνωσης του DNA που με τη σειρά του οδηγεί σε σοβαρά λάθη στις πα‐
ραγόμενες πρωτεΐνες Οι μηχανισμοί που χρησιμοποιούνται για την επιδιόρθωση τέτοιων λαθών
είναι διαφορετικοί από αυτόν που περιγράφθηκε μοιράζονται όμως πολλές διαδικασίες και ένζυμα
καθώς και τη βασική αρχή ότι χρησιμοποιείται ως εκμαγείο ο κλώνος που δεν έχει υποστεί λάθος
Από τα παραπάνω είναι φανερό ότι αν δεν υπήρχαν οι μηχανισμοί επιδιόρθωσης του DNA μια και
μόνο μέρα θα ήταν αρκετή για να συγκεντρώσουμε τόσες μεταλλάξεις στα κύτταρα μας που θα οδη‐
γούμασταν άμεσα στο θάνατο μας Είναι λογικό λοιπόν να υποθέσουμε ότι η φύση εξέλιξε αυτούς
τους μηχανισμούς πολύ νωρίς κατά την ανάπτυξη της ζωής και για το λόγο αυτό απαντώνται σχεδόν
απαράλλακτοι σε όλους τους οργανισμούς
ΠΕΡΙΣΣΟΤΕΡΗ ΑΝ ΑΓ ΝΩ ΣΗ
Κεφ 6 laquoDNAraquo από Alberts B Bray D Johnson A Lewis J Raff M Roberts K et al (2000) Βασι‐
κές Αρχές Κυτταρικής Βιολογίας Εισαγωγή στη Μοριακή Βιολογία του Κυττάρου (Χ Ζιούδρου Με‐
ταφ) Αθήνα Ιατρικές Εκδόσεις ΠΧ Πασχαλίδη
ΠΡΟΑΙΡΕΤΙΚΗ ΑΝΑΓΝΩΣΗ (ΣΤΑ ΑΓΓΛΙΚΑ)
Θέμα Πηγή
Δρεπανοκυτταρική αναιμία httpenwikipediaorgwikiSickle_cell_anemia
Επιδιόρθωση του DNA httpenwikipediaorgwikiDNA_repair
Μετάλλαξη httpenwikipediaorgwikiMutation
Σύστημα επιδιόρθωσης των αταί‐
ριαστων βάσεων του DNAhttpenwikipediaorgwikiMismatch_repair
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 3647
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 3747
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 3847
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 3947
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 4047
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 4147
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 4247
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 4347
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 4447
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 4547
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 4647
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 4747
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 2647
H $amp () +) -+) (0 DNA
12 micro 32(45 $(643)
$amp ($)amp+
-0(1 DNA
-)2(1)3 $ -)4+ 5)
micro $ 61+7) laquo(amp$+amp)0(raquo
4amp0$8(9(
micro1(0(1 DNA micro
5$1)micro ) lt(7 DNA
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 2747
$amp()amp+ ()micro+-)micro 0$1 23(451
micro$amp262 7(1 289$$1 amp$962-$1 $amp221
7+ 70070lt1 4$=(8$1 23(451
$amp( )$+amp(
-$0)1 $( 2345(
2345( )$+(
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 2847
5rsquo $ $amp ()$amp
3rsquo $ $amp ()$amp
5rsquo $ $amp ()$amp
3rsquo $ $amp ()$amp
()$
+micro-+$ )+$amp)012micro+)$ ()$
3amp$454$06 $78
+0+96micro+)$ 0454$06 +$7amp0$)$amp+$0$
$amp () DNA
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 2947
laquo$ampraquo ()amp DNA
amp+-0 01 amp2001 01 345)1 6$71
8-(micro8 amp)98
$amp()( (+ amp$-+ (
DNA 0 micro 123$ (45678
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 3047
$amp() )(+)
amp (-+
(amp$+) 5rsquo3rsquo
01amp() )(+)
amp (-+
(amp$+) 3rsquo5rsquo
23 5rsquo 4563 738 796429lt
=29gt gt9 gt38532ABlt3
973micro9568gtCA
micro Blt36CD2lt5E B64FG
23 3rsquo 4563 738
796429lt =29gt
gt9 gt38532ABlt3
973micro9568gtCA
micro Blt36CD2lt5E
B64FG
ltF6H=microgt3FDF2=
26ltIDFI36lt5=
B3J86ltK3gt38532ABlt3
L0$amp()
L0)
) +ampL0) L+ 0M0
L) L+ + L+amp +
Lamp (++ L
N)-) +01
) L) + L
N)-) +01 0M
amp)+ +01 1 amp+ -0
$amp()( (+
()( micro- )01-
DNA micro$ 2$3+)(
5rsquo3rsquo
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 3147
$amp () RNA +amp-
0 amp 1+micro2amp
RNA +amp-3
micro45( $)1ampmicro() 67()
amp DNA(6)micro12amp 1859+ amp $amp 03 () 62micro(3
Okazaki (0+( 6(3)1($(3 ()6(5+ (
RNA +amp-
amp DNA(6)micro12amp (6(6amp17+ amp
$amp () 62micro(3 DNA
( 6+03 RNA+amp-3
65lt+ + +$5+
0 DNA
)=amp () ()
62micro(3 DNA micro ( +microamp)micro(
$)1ampmicro( 67( micro amp
12amp amp3 6+42amp3 ()DNA
H $amp ()micro+
DNA +- )$+ampmicro0-
(1-
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 3247
$amp() + -$+) micro -012 )amp3$45
micro$amp (ampamp()micro+amp) -+amp)
+amp)+012micro+amp3 -+amp3
amp01+4+
50$6(3
DNA amp)micro(78 7+4 amp+
(ampamp()micro+amp -+amp 99lt=gtlt
ABC
ADE=FltGgtlt
ABC
(06 20 DNA
078 amp) DNA
(0micro78
(4H+8 amp)
)+I20 micro
microamp+ampJ3 -+amp)3
RNA 0+863
+2amp micro6micro Okazaki
micro$amp 1)(8micro2+amp)
-+amp)
DNA amp)micro(78 7+4 amp+
1)(8micro2+amp -+amp
(micro03 ampamp8(-+0 8 J+18 +3 micro6microamp3 Okazaki)
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 3347
$amp()micro micro)+ )-+ )012+
micro$amp (ampamp()micro+amp) -+amp)
+amp)+012micro+amp3 -+amp3
DNA amp)micro(45 4+6
amp+ (ampamp()micro+amp -+amp (07 20 DNA
(0micro45
(68+5 amp)
)+920 micro
microamp+amp3 -+amp)3
RNA 0+573
micro7micro Okazaki
045 amp) DNA
micro$amp 1)(5micro2+amp) -+amp)
+amp)+012micro+amp3 -+amp3
DNA amp)micro(45 4+6 amp+ 1)(5micro2+amp -+amp
(micro03 ampamp5(-+0 5 +15 +3 micro7microamp3 Okazaki)
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 3447
Ε Ι Σ Α Γ Ω Γ Η Σ Τ Ι Σ Σ Υ Γ Χ Ρ Ο Ν Ε Σ Β Ι Ο Λ Ο Γ Ι Κ Ε Σ
Ε Π Ι Σ Τ Η Μ Ε Σ ΕΠΙΔΙΟΡΘΩΣΗ ΤΟΥ DN A
(05 ΟΚΤΩΒΡΙΟΥ 2007)
Στις προηγούμενες διαλέξεις είδαμε ότι η αντιγραφή διαθέτει τις κατάλληλες ασφαλιστικές δικλίδες
για την αποφυγή εισαγωγής λαθών μέσα στο DNA Ωστόσο ακόμα και με όλες αυτές τις προφυλά‐
ξεις από τη μεριά του κύτταρου είναι δυνατόν να συμβούν λάθη όπως για παράδειγμα η τοποθέ‐
τηση λάθος βάσης απέναντι σε μία άλλη (πχ G απέναντι από A) Τέτοια λάθη είναι εξαιρετικά σπά‐
νια (1 λάθος ανά 107 αντιγραφόμενα νουκλεοτίδια) και συνήθως δεν προκαλούν σοβαρά προβλήμα‐
τα στα κύτταρα (για λόγους που θα δούμε όταν μελετήσουμε τη μεταγραφή και τη μετάφραση του
γεν υλικού) Όμως υπάρχει πάντα η πιθανότητα μια μετάλλαξη (μόνιμη αλλαγή) του DNA όσο α‐
πλή και αν είναι να προκαλέσει σοβαρά προβλήματα στην επιβίωση ενός οργανισμού Ένα τέτοιο
πολύ κοινό παράδειγμα είναι η μετάλλαξη που προκαλεί τη δρεπανοκυτταρική αναιμία Πρόκειται
για τη μεταβολή ενός μόνου νουκλεοτιδίου από αδενίνη σε θυμίνη στο γονίδιο της β‐σφαιρίνης που
προκαλεί την παραγωγή ελαττωματικής πρωτεΐνης Αν ένα άτομο έχει κληρονομήσει 2 τέτοια μεταλ‐
λαγμένα γονίδια (ένα από κάθε γονέα) τότε όλη η αιμοσφαιρίνη του αίματος του είναι δυσλειτουρ‐
γική με αποτέλεσμα τον θάνατο Στην περίπτωση που έχει μόνο το ένα από τα δύο γονίδια μεταλ‐
λαγμένο τότε το άτομο αυτό έστω και με κάποια προβλήματα θα μπορέσει να έχει μια φυσιολογική
ζωή
Μια άλλη ασθένεια στην οποία διαδραματίζουν καθοριστικό ρόλο οι μεταλλάξεις είναι ο καρκίνος
Κατά τη διάρκεια της ζωής ενός ανθρώπου δημιουργούνται και συσσωρεύονται μεταλλάξεις στα
σωματικά κύτταρα του ανθρώπου και μπορεί να τύχει κάποιες από αυτές τις μεταλλάξεις να είναι σεγονίδια του κυτταρικού κύκλου Όσο μεγαλύτερο είναι ένα άτομο σε ηλικία τόσες μεγαλύτερες είναι
οι πιθανότητες να έχει συσσωρεύσει μια σειρά από μεταλλάξεις στα σωματικά του κύτταρα που θα
του προκαλέσουν καρκίνο Μάλιστα διάφορες έρευνες δείχνουν ότι οι πιθανότητες να εμφανίσει
κάποιος καρκίνο αυξάνουν εκθετικά με την ηλικία
Τελικά αυτό που συμβαίνει είναι ότι παρόλο που τα λάθη στην αντιγραφή του DNA είναι εξαιρετικά
σπάνια ο αριθμός των αντιγραφών που γίνονται σε ένα πολύπλοκο ευκαρυωτικό οργανισμό είναι
τόσος μεγάλος που αναπόφευκτα θα συσσωρευτεί ένας μεγάλος αριθμός από μεταλλάξεις στα σω‐
ματικά κύτταρα Για το λόγο αυτό όλα τα κύτταρα έχουν αποκτήσει ένα περίτεχνο σύνολο μηχανι‐
σμών μέσω των οποίων ελαττώνουν (περίπου κατά 100 φορές) τον αριθμό των μεταλλάξεων που
συμβαίνουν στο DNA τους Όλοι οι διαφορετικοί μηχανισμοί που έχουν ως σκοπό την απαλοιφή των
λαθών που γίνονται κατά την αντιγραφή περιγράφονται συλλογικά με τον όρο μηχανισμοί επιδιόρ‐θωσης του DNA
Ο βασικότερος μηχανισμός απαλοιφής λαθών ονομάζεται σύστημα επιδιόρθωσης των αταίριαστων
βάσεων του DNA και όπως φανερώνει το όνομά του η λειτουργία του είναι να αναγνωρίζει και να
διορθώνει τα αταίριαστα νουκλεοτίδια στον καινούργιο κλώνο του DNA Η διαδικασία της αναγνώ‐
ρισης του σωστού κλώνου είναι ίσως η πιο δύσκολη και σίγουρα η σημαντικότερη για τη σωστή επι‐
διόρθωση Αν το γονεϊκό κύτταρο δεν επιδιορθώσει τον μεταλλαγμένο κλώνο τότε το θυγατρικό κύτ‐
ταρο θα περιέχει μια μετάλλαξη ενώ το γονεϊκό καμία αν όμως το κύτταρο επιδιορθώσει τον λάθος
κλώνο (δηλ τον κλώνο εκμαγείο) τότε το αποτέλεσμα θα είναι να υπάρχει η μετάλλαξη και στους
δύο κλώνους και συνεπώς και σε όλα τα κύτταρα που θα δημιουργηθούν στο εξής Επομένως η επι‐
διόρθωση του λάθος κλώνου επιφέρει χειρότερα αποτελέσματα από ότι το ίδιο το λάθος εξαρχής Αν
και δεν είναι ακόμα γνωστός ο τρόπος με τον οποίο το σύστημα επιδιόρθωσης των αταίριαστων ζευ‐
γών αναγνωρίζει το νεοσυντιθέμενο κλώνο φαίνεται ότι οι νεοσυντιθέμενοι κλώνοι (τόσο ο προπο‐
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 3547
ρευόμενος όσο και ο καθυστερημένος) υφίσταται εγκοπές που καθοδηγούν το μηχανισμό στην ανα‐
γνώρισή τους
Όσον αφορά τη ίδια τη διαδικασία της επιδιόρθωσης αυτή πραγματοποιείται σε τρία βασικά στάδια
Κατά το πρώτο στάδιο κόβεται και αφαιρείται η λάθος βάση από το νεοσυντιθέμενο κλώνο με τη
βοήθεια μιας νουκλεάσης Στο 2ο στάδιο μια DNA πολυμεράση αναλαμβάνει να καλύψει το κενό που
δημιουργήθηκε χρησιμοποιώντας ως εκμαγείο τον σωστό κλώνο ενώ τη δουλειά τελειώνει στο 3ο
στάδιο μια DNA λιγάση που συνενώνει το κενό στο σκελετό του σακχαρο ‐φωσφορικού σκελετού του
νεοσυντιθέμενου κλώνου Είναι φανερό ότι η διαδικασία της επιδιόρθωσης μοιράζεται πολλούς μη‐
χανισμούς και ένζυμα με την αντιγραφή με τον τρόπο αυτό το κύτταρο χρησιμοποιεί ένζυμα τα ο‐
ποία είναι εξελιγμένα να συνθέτουν DNA με μεγάλη ακρίβεια ενώ συγχρόνως κάνει και οικονομία
πρώτων υλών
Βέβαια δεν οφείλονται όλα τα λάθη του DNA στο λάθος ταίριασμα βάσεων κατά την αντιγραφή Α‐
κόμα και όταν το DNA δεν αντιγράφεται υφίσταται συνεχώς βλάβες όπως και κάθε άλλο μόριο ενός
οργανισμού Οι βλάβες αυτές οφείλονται σε εξωγενής παράγοντες όπως για παράδειγμα η υψηλή
θερμοκρασία η υπεριώδης ακτινοβολία η ραδιενέργεια η έλλειψη πρώτων υλών (αβιταμίνωση)
κλπ Για παράδειγμα μια πολύ κοινή βλάβη που προκαλείται από την υπεριώδη ακτινοβολία είναι η
μετατροπή δύο γειτονικών βάσεων θυμίνης σε ένα διμερές θυμίνης Τέτοιες αλλαγές προκαλούν τη
μετατόπιση του πλαισίου ανάγνωσης του DNA που με τη σειρά του οδηγεί σε σοβαρά λάθη στις πα‐
ραγόμενες πρωτεΐνες Οι μηχανισμοί που χρησιμοποιούνται για την επιδιόρθωση τέτοιων λαθών
είναι διαφορετικοί από αυτόν που περιγράφθηκε μοιράζονται όμως πολλές διαδικασίες και ένζυμα
καθώς και τη βασική αρχή ότι χρησιμοποιείται ως εκμαγείο ο κλώνος που δεν έχει υποστεί λάθος
Από τα παραπάνω είναι φανερό ότι αν δεν υπήρχαν οι μηχανισμοί επιδιόρθωσης του DNA μια και
μόνο μέρα θα ήταν αρκετή για να συγκεντρώσουμε τόσες μεταλλάξεις στα κύτταρα μας που θα οδη‐
γούμασταν άμεσα στο θάνατο μας Είναι λογικό λοιπόν να υποθέσουμε ότι η φύση εξέλιξε αυτούς
τους μηχανισμούς πολύ νωρίς κατά την ανάπτυξη της ζωής και για το λόγο αυτό απαντώνται σχεδόν
απαράλλακτοι σε όλους τους οργανισμούς
ΠΕΡΙΣΣΟΤΕΡΗ ΑΝ ΑΓ ΝΩ ΣΗ
Κεφ 6 laquoDNAraquo από Alberts B Bray D Johnson A Lewis J Raff M Roberts K et al (2000) Βασι‐
κές Αρχές Κυτταρικής Βιολογίας Εισαγωγή στη Μοριακή Βιολογία του Κυττάρου (Χ Ζιούδρου Με‐
ταφ) Αθήνα Ιατρικές Εκδόσεις ΠΧ Πασχαλίδη
ΠΡΟΑΙΡΕΤΙΚΗ ΑΝΑΓΝΩΣΗ (ΣΤΑ ΑΓΓΛΙΚΑ)
Θέμα Πηγή
Δρεπανοκυτταρική αναιμία httpenwikipediaorgwikiSickle_cell_anemia
Επιδιόρθωση του DNA httpenwikipediaorgwikiDNA_repair
Μετάλλαξη httpenwikipediaorgwikiMutation
Σύστημα επιδιόρθωσης των αταί‐
ριαστων βάσεων του DNAhttpenwikipediaorgwikiMismatch_repair
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 3647
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 3747
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 3847
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 3947
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 4047
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 4147
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 4247
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 4347
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 4447
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 4547
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 4647
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 4747
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 2747
$amp()amp+ ()micro+-)micro 0$1 23(451
micro$amp262 7(1 289$$1 amp$962-$1 $amp221
7+ 70070lt1 4$=(8$1 23(451
$amp( )$+amp(
-$0)1 $( 2345(
2345( )$+(
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 2847
5rsquo $ $amp ()$amp
3rsquo $ $amp ()$amp
5rsquo $ $amp ()$amp
3rsquo $ $amp ()$amp
()$
+micro-+$ )+$amp)012micro+)$ ()$
3amp$454$06 $78
+0+96micro+)$ 0454$06 +$7amp0$)$amp+$0$
$amp () DNA
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 2947
laquo$ampraquo ()amp DNA
amp+-0 01 amp2001 01 345)1 6$71
8-(micro8 amp)98
$amp()( (+ amp$-+ (
DNA 0 micro 123$ (45678
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 3047
$amp() )(+)
amp (-+
(amp$+) 5rsquo3rsquo
01amp() )(+)
amp (-+
(amp$+) 3rsquo5rsquo
23 5rsquo 4563 738 796429lt
=29gt gt9 gt38532ABlt3
973micro9568gtCA
micro Blt36CD2lt5E B64FG
23 3rsquo 4563 738
796429lt =29gt
gt9 gt38532ABlt3
973micro9568gtCA
micro Blt36CD2lt5E
B64FG
ltF6H=microgt3FDF2=
26ltIDFI36lt5=
B3J86ltK3gt38532ABlt3
L0$amp()
L0)
) +ampL0) L+ 0M0
L) L+ + L+amp +
Lamp (++ L
N)-) +01
) L) + L
N)-) +01 0M
amp)+ +01 1 amp+ -0
$amp()( (+
()( micro- )01-
DNA micro$ 2$3+)(
5rsquo3rsquo
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 3147
$amp () RNA +amp-
0 amp 1+micro2amp
RNA +amp-3
micro45( $)1ampmicro() 67()
amp DNA(6)micro12amp 1859+ amp $amp 03 () 62micro(3
Okazaki (0+( 6(3)1($(3 ()6(5+ (
RNA +amp-
amp DNA(6)micro12amp (6(6amp17+ amp
$amp () 62micro(3 DNA
( 6+03 RNA+amp-3
65lt+ + +$5+
0 DNA
)=amp () ()
62micro(3 DNA micro ( +microamp)micro(
$)1ampmicro( 67( micro amp
12amp amp3 6+42amp3 ()DNA
H $amp ()micro+
DNA +- )$+ampmicro0-
(1-
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 3247
$amp() + -$+) micro -012 )amp3$45
micro$amp (ampamp()micro+amp) -+amp)
+amp)+012micro+amp3 -+amp3
amp01+4+
50$6(3
DNA amp)micro(78 7+4 amp+
(ampamp()micro+amp -+amp 99lt=gtlt
ABC
ADE=FltGgtlt
ABC
(06 20 DNA
078 amp) DNA
(0micro78
(4H+8 amp)
)+I20 micro
microamp+ampJ3 -+amp)3
RNA 0+863
+2amp micro6micro Okazaki
micro$amp 1)(8micro2+amp)
-+amp)
DNA amp)micro(78 7+4 amp+
1)(8micro2+amp -+amp
(micro03 ampamp8(-+0 8 J+18 +3 micro6microamp3 Okazaki)
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 3347
$amp()micro micro)+ )-+ )012+
micro$amp (ampamp()micro+amp) -+amp)
+amp)+012micro+amp3 -+amp3
DNA amp)micro(45 4+6
amp+ (ampamp()micro+amp -+amp (07 20 DNA
(0micro45
(68+5 amp)
)+920 micro
microamp+amp3 -+amp)3
RNA 0+573
micro7micro Okazaki
045 amp) DNA
micro$amp 1)(5micro2+amp) -+amp)
+amp)+012micro+amp3 -+amp3
DNA amp)micro(45 4+6 amp+ 1)(5micro2+amp -+amp
(micro03 ampamp5(-+0 5 +15 +3 micro7microamp3 Okazaki)
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 3447
Ε Ι Σ Α Γ Ω Γ Η Σ Τ Ι Σ Σ Υ Γ Χ Ρ Ο Ν Ε Σ Β Ι Ο Λ Ο Γ Ι Κ Ε Σ
Ε Π Ι Σ Τ Η Μ Ε Σ ΕΠΙΔΙΟΡΘΩΣΗ ΤΟΥ DN A
(05 ΟΚΤΩΒΡΙΟΥ 2007)
Στις προηγούμενες διαλέξεις είδαμε ότι η αντιγραφή διαθέτει τις κατάλληλες ασφαλιστικές δικλίδες
για την αποφυγή εισαγωγής λαθών μέσα στο DNA Ωστόσο ακόμα και με όλες αυτές τις προφυλά‐
ξεις από τη μεριά του κύτταρου είναι δυνατόν να συμβούν λάθη όπως για παράδειγμα η τοποθέ‐
τηση λάθος βάσης απέναντι σε μία άλλη (πχ G απέναντι από A) Τέτοια λάθη είναι εξαιρετικά σπά‐
νια (1 λάθος ανά 107 αντιγραφόμενα νουκλεοτίδια) και συνήθως δεν προκαλούν σοβαρά προβλήμα‐
τα στα κύτταρα (για λόγους που θα δούμε όταν μελετήσουμε τη μεταγραφή και τη μετάφραση του
γεν υλικού) Όμως υπάρχει πάντα η πιθανότητα μια μετάλλαξη (μόνιμη αλλαγή) του DNA όσο α‐
πλή και αν είναι να προκαλέσει σοβαρά προβλήματα στην επιβίωση ενός οργανισμού Ένα τέτοιο
πολύ κοινό παράδειγμα είναι η μετάλλαξη που προκαλεί τη δρεπανοκυτταρική αναιμία Πρόκειται
για τη μεταβολή ενός μόνου νουκλεοτιδίου από αδενίνη σε θυμίνη στο γονίδιο της β‐σφαιρίνης που
προκαλεί την παραγωγή ελαττωματικής πρωτεΐνης Αν ένα άτομο έχει κληρονομήσει 2 τέτοια μεταλ‐
λαγμένα γονίδια (ένα από κάθε γονέα) τότε όλη η αιμοσφαιρίνη του αίματος του είναι δυσλειτουρ‐
γική με αποτέλεσμα τον θάνατο Στην περίπτωση που έχει μόνο το ένα από τα δύο γονίδια μεταλ‐
λαγμένο τότε το άτομο αυτό έστω και με κάποια προβλήματα θα μπορέσει να έχει μια φυσιολογική
ζωή
Μια άλλη ασθένεια στην οποία διαδραματίζουν καθοριστικό ρόλο οι μεταλλάξεις είναι ο καρκίνος
Κατά τη διάρκεια της ζωής ενός ανθρώπου δημιουργούνται και συσσωρεύονται μεταλλάξεις στα
σωματικά κύτταρα του ανθρώπου και μπορεί να τύχει κάποιες από αυτές τις μεταλλάξεις να είναι σεγονίδια του κυτταρικού κύκλου Όσο μεγαλύτερο είναι ένα άτομο σε ηλικία τόσες μεγαλύτερες είναι
οι πιθανότητες να έχει συσσωρεύσει μια σειρά από μεταλλάξεις στα σωματικά του κύτταρα που θα
του προκαλέσουν καρκίνο Μάλιστα διάφορες έρευνες δείχνουν ότι οι πιθανότητες να εμφανίσει
κάποιος καρκίνο αυξάνουν εκθετικά με την ηλικία
Τελικά αυτό που συμβαίνει είναι ότι παρόλο που τα λάθη στην αντιγραφή του DNA είναι εξαιρετικά
σπάνια ο αριθμός των αντιγραφών που γίνονται σε ένα πολύπλοκο ευκαρυωτικό οργανισμό είναι
τόσος μεγάλος που αναπόφευκτα θα συσσωρευτεί ένας μεγάλος αριθμός από μεταλλάξεις στα σω‐
ματικά κύτταρα Για το λόγο αυτό όλα τα κύτταρα έχουν αποκτήσει ένα περίτεχνο σύνολο μηχανι‐
σμών μέσω των οποίων ελαττώνουν (περίπου κατά 100 φορές) τον αριθμό των μεταλλάξεων που
συμβαίνουν στο DNA τους Όλοι οι διαφορετικοί μηχανισμοί που έχουν ως σκοπό την απαλοιφή των
λαθών που γίνονται κατά την αντιγραφή περιγράφονται συλλογικά με τον όρο μηχανισμοί επιδιόρ‐θωσης του DNA
Ο βασικότερος μηχανισμός απαλοιφής λαθών ονομάζεται σύστημα επιδιόρθωσης των αταίριαστων
βάσεων του DNA και όπως φανερώνει το όνομά του η λειτουργία του είναι να αναγνωρίζει και να
διορθώνει τα αταίριαστα νουκλεοτίδια στον καινούργιο κλώνο του DNA Η διαδικασία της αναγνώ‐
ρισης του σωστού κλώνου είναι ίσως η πιο δύσκολη και σίγουρα η σημαντικότερη για τη σωστή επι‐
διόρθωση Αν το γονεϊκό κύτταρο δεν επιδιορθώσει τον μεταλλαγμένο κλώνο τότε το θυγατρικό κύτ‐
ταρο θα περιέχει μια μετάλλαξη ενώ το γονεϊκό καμία αν όμως το κύτταρο επιδιορθώσει τον λάθος
κλώνο (δηλ τον κλώνο εκμαγείο) τότε το αποτέλεσμα θα είναι να υπάρχει η μετάλλαξη και στους
δύο κλώνους και συνεπώς και σε όλα τα κύτταρα που θα δημιουργηθούν στο εξής Επομένως η επι‐
διόρθωση του λάθος κλώνου επιφέρει χειρότερα αποτελέσματα από ότι το ίδιο το λάθος εξαρχής Αν
και δεν είναι ακόμα γνωστός ο τρόπος με τον οποίο το σύστημα επιδιόρθωσης των αταίριαστων ζευ‐
γών αναγνωρίζει το νεοσυντιθέμενο κλώνο φαίνεται ότι οι νεοσυντιθέμενοι κλώνοι (τόσο ο προπο‐
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 3547
ρευόμενος όσο και ο καθυστερημένος) υφίσταται εγκοπές που καθοδηγούν το μηχανισμό στην ανα‐
γνώρισή τους
Όσον αφορά τη ίδια τη διαδικασία της επιδιόρθωσης αυτή πραγματοποιείται σε τρία βασικά στάδια
Κατά το πρώτο στάδιο κόβεται και αφαιρείται η λάθος βάση από το νεοσυντιθέμενο κλώνο με τη
βοήθεια μιας νουκλεάσης Στο 2ο στάδιο μια DNA πολυμεράση αναλαμβάνει να καλύψει το κενό που
δημιουργήθηκε χρησιμοποιώντας ως εκμαγείο τον σωστό κλώνο ενώ τη δουλειά τελειώνει στο 3ο
στάδιο μια DNA λιγάση που συνενώνει το κενό στο σκελετό του σακχαρο ‐φωσφορικού σκελετού του
νεοσυντιθέμενου κλώνου Είναι φανερό ότι η διαδικασία της επιδιόρθωσης μοιράζεται πολλούς μη‐
χανισμούς και ένζυμα με την αντιγραφή με τον τρόπο αυτό το κύτταρο χρησιμοποιεί ένζυμα τα ο‐
ποία είναι εξελιγμένα να συνθέτουν DNA με μεγάλη ακρίβεια ενώ συγχρόνως κάνει και οικονομία
πρώτων υλών
Βέβαια δεν οφείλονται όλα τα λάθη του DNA στο λάθος ταίριασμα βάσεων κατά την αντιγραφή Α‐
κόμα και όταν το DNA δεν αντιγράφεται υφίσταται συνεχώς βλάβες όπως και κάθε άλλο μόριο ενός
οργανισμού Οι βλάβες αυτές οφείλονται σε εξωγενής παράγοντες όπως για παράδειγμα η υψηλή
θερμοκρασία η υπεριώδης ακτινοβολία η ραδιενέργεια η έλλειψη πρώτων υλών (αβιταμίνωση)
κλπ Για παράδειγμα μια πολύ κοινή βλάβη που προκαλείται από την υπεριώδη ακτινοβολία είναι η
μετατροπή δύο γειτονικών βάσεων θυμίνης σε ένα διμερές θυμίνης Τέτοιες αλλαγές προκαλούν τη
μετατόπιση του πλαισίου ανάγνωσης του DNA που με τη σειρά του οδηγεί σε σοβαρά λάθη στις πα‐
ραγόμενες πρωτεΐνες Οι μηχανισμοί που χρησιμοποιούνται για την επιδιόρθωση τέτοιων λαθών
είναι διαφορετικοί από αυτόν που περιγράφθηκε μοιράζονται όμως πολλές διαδικασίες και ένζυμα
καθώς και τη βασική αρχή ότι χρησιμοποιείται ως εκμαγείο ο κλώνος που δεν έχει υποστεί λάθος
Από τα παραπάνω είναι φανερό ότι αν δεν υπήρχαν οι μηχανισμοί επιδιόρθωσης του DNA μια και
μόνο μέρα θα ήταν αρκετή για να συγκεντρώσουμε τόσες μεταλλάξεις στα κύτταρα μας που θα οδη‐
γούμασταν άμεσα στο θάνατο μας Είναι λογικό λοιπόν να υποθέσουμε ότι η φύση εξέλιξε αυτούς
τους μηχανισμούς πολύ νωρίς κατά την ανάπτυξη της ζωής και για το λόγο αυτό απαντώνται σχεδόν
απαράλλακτοι σε όλους τους οργανισμούς
ΠΕΡΙΣΣΟΤΕΡΗ ΑΝ ΑΓ ΝΩ ΣΗ
Κεφ 6 laquoDNAraquo από Alberts B Bray D Johnson A Lewis J Raff M Roberts K et al (2000) Βασι‐
κές Αρχές Κυτταρικής Βιολογίας Εισαγωγή στη Μοριακή Βιολογία του Κυττάρου (Χ Ζιούδρου Με‐
ταφ) Αθήνα Ιατρικές Εκδόσεις ΠΧ Πασχαλίδη
ΠΡΟΑΙΡΕΤΙΚΗ ΑΝΑΓΝΩΣΗ (ΣΤΑ ΑΓΓΛΙΚΑ)
Θέμα Πηγή
Δρεπανοκυτταρική αναιμία httpenwikipediaorgwikiSickle_cell_anemia
Επιδιόρθωση του DNA httpenwikipediaorgwikiDNA_repair
Μετάλλαξη httpenwikipediaorgwikiMutation
Σύστημα επιδιόρθωσης των αταί‐
ριαστων βάσεων του DNAhttpenwikipediaorgwikiMismatch_repair
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 3647
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 3747
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 3847
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 3947
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 4047
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 4147
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 4247
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 4347
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 4447
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 4547
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 4647
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 4747
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 2847
5rsquo $ $amp ()$amp
3rsquo $ $amp ()$amp
5rsquo $ $amp ()$amp
3rsquo $ $amp ()$amp
()$
+micro-+$ )+$amp)012micro+)$ ()$
3amp$454$06 $78
+0+96micro+)$ 0454$06 +$7amp0$)$amp+$0$
$amp () DNA
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 2947
laquo$ampraquo ()amp DNA
amp+-0 01 amp2001 01 345)1 6$71
8-(micro8 amp)98
$amp()( (+ amp$-+ (
DNA 0 micro 123$ (45678
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 3047
$amp() )(+)
amp (-+
(amp$+) 5rsquo3rsquo
01amp() )(+)
amp (-+
(amp$+) 3rsquo5rsquo
23 5rsquo 4563 738 796429lt
=29gt gt9 gt38532ABlt3
973micro9568gtCA
micro Blt36CD2lt5E B64FG
23 3rsquo 4563 738
796429lt =29gt
gt9 gt38532ABlt3
973micro9568gtCA
micro Blt36CD2lt5E
B64FG
ltF6H=microgt3FDF2=
26ltIDFI36lt5=
B3J86ltK3gt38532ABlt3
L0$amp()
L0)
) +ampL0) L+ 0M0
L) L+ + L+amp +
Lamp (++ L
N)-) +01
) L) + L
N)-) +01 0M
amp)+ +01 1 amp+ -0
$amp()( (+
()( micro- )01-
DNA micro$ 2$3+)(
5rsquo3rsquo
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 3147
$amp () RNA +amp-
0 amp 1+micro2amp
RNA +amp-3
micro45( $)1ampmicro() 67()
amp DNA(6)micro12amp 1859+ amp $amp 03 () 62micro(3
Okazaki (0+( 6(3)1($(3 ()6(5+ (
RNA +amp-
amp DNA(6)micro12amp (6(6amp17+ amp
$amp () 62micro(3 DNA
( 6+03 RNA+amp-3
65lt+ + +$5+
0 DNA
)=amp () ()
62micro(3 DNA micro ( +microamp)micro(
$)1ampmicro( 67( micro amp
12amp amp3 6+42amp3 ()DNA
H $amp ()micro+
DNA +- )$+ampmicro0-
(1-
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 3247
$amp() + -$+) micro -012 )amp3$45
micro$amp (ampamp()micro+amp) -+amp)
+amp)+012micro+amp3 -+amp3
amp01+4+
50$6(3
DNA amp)micro(78 7+4 amp+
(ampamp()micro+amp -+amp 99lt=gtlt
ABC
ADE=FltGgtlt
ABC
(06 20 DNA
078 amp) DNA
(0micro78
(4H+8 amp)
)+I20 micro
microamp+ampJ3 -+amp)3
RNA 0+863
+2amp micro6micro Okazaki
micro$amp 1)(8micro2+amp)
-+amp)
DNA amp)micro(78 7+4 amp+
1)(8micro2+amp -+amp
(micro03 ampamp8(-+0 8 J+18 +3 micro6microamp3 Okazaki)
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 3347
$amp()micro micro)+ )-+ )012+
micro$amp (ampamp()micro+amp) -+amp)
+amp)+012micro+amp3 -+amp3
DNA amp)micro(45 4+6
amp+ (ampamp()micro+amp -+amp (07 20 DNA
(0micro45
(68+5 amp)
)+920 micro
microamp+amp3 -+amp)3
RNA 0+573
micro7micro Okazaki
045 amp) DNA
micro$amp 1)(5micro2+amp) -+amp)
+amp)+012micro+amp3 -+amp3
DNA amp)micro(45 4+6 amp+ 1)(5micro2+amp -+amp
(micro03 ampamp5(-+0 5 +15 +3 micro7microamp3 Okazaki)
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 3447
Ε Ι Σ Α Γ Ω Γ Η Σ Τ Ι Σ Σ Υ Γ Χ Ρ Ο Ν Ε Σ Β Ι Ο Λ Ο Γ Ι Κ Ε Σ
Ε Π Ι Σ Τ Η Μ Ε Σ ΕΠΙΔΙΟΡΘΩΣΗ ΤΟΥ DN A
(05 ΟΚΤΩΒΡΙΟΥ 2007)
Στις προηγούμενες διαλέξεις είδαμε ότι η αντιγραφή διαθέτει τις κατάλληλες ασφαλιστικές δικλίδες
για την αποφυγή εισαγωγής λαθών μέσα στο DNA Ωστόσο ακόμα και με όλες αυτές τις προφυλά‐
ξεις από τη μεριά του κύτταρου είναι δυνατόν να συμβούν λάθη όπως για παράδειγμα η τοποθέ‐
τηση λάθος βάσης απέναντι σε μία άλλη (πχ G απέναντι από A) Τέτοια λάθη είναι εξαιρετικά σπά‐
νια (1 λάθος ανά 107 αντιγραφόμενα νουκλεοτίδια) και συνήθως δεν προκαλούν σοβαρά προβλήμα‐
τα στα κύτταρα (για λόγους που θα δούμε όταν μελετήσουμε τη μεταγραφή και τη μετάφραση του
γεν υλικού) Όμως υπάρχει πάντα η πιθανότητα μια μετάλλαξη (μόνιμη αλλαγή) του DNA όσο α‐
πλή και αν είναι να προκαλέσει σοβαρά προβλήματα στην επιβίωση ενός οργανισμού Ένα τέτοιο
πολύ κοινό παράδειγμα είναι η μετάλλαξη που προκαλεί τη δρεπανοκυτταρική αναιμία Πρόκειται
για τη μεταβολή ενός μόνου νουκλεοτιδίου από αδενίνη σε θυμίνη στο γονίδιο της β‐σφαιρίνης που
προκαλεί την παραγωγή ελαττωματικής πρωτεΐνης Αν ένα άτομο έχει κληρονομήσει 2 τέτοια μεταλ‐
λαγμένα γονίδια (ένα από κάθε γονέα) τότε όλη η αιμοσφαιρίνη του αίματος του είναι δυσλειτουρ‐
γική με αποτέλεσμα τον θάνατο Στην περίπτωση που έχει μόνο το ένα από τα δύο γονίδια μεταλ‐
λαγμένο τότε το άτομο αυτό έστω και με κάποια προβλήματα θα μπορέσει να έχει μια φυσιολογική
ζωή
Μια άλλη ασθένεια στην οποία διαδραματίζουν καθοριστικό ρόλο οι μεταλλάξεις είναι ο καρκίνος
Κατά τη διάρκεια της ζωής ενός ανθρώπου δημιουργούνται και συσσωρεύονται μεταλλάξεις στα
σωματικά κύτταρα του ανθρώπου και μπορεί να τύχει κάποιες από αυτές τις μεταλλάξεις να είναι σεγονίδια του κυτταρικού κύκλου Όσο μεγαλύτερο είναι ένα άτομο σε ηλικία τόσες μεγαλύτερες είναι
οι πιθανότητες να έχει συσσωρεύσει μια σειρά από μεταλλάξεις στα σωματικά του κύτταρα που θα
του προκαλέσουν καρκίνο Μάλιστα διάφορες έρευνες δείχνουν ότι οι πιθανότητες να εμφανίσει
κάποιος καρκίνο αυξάνουν εκθετικά με την ηλικία
Τελικά αυτό που συμβαίνει είναι ότι παρόλο που τα λάθη στην αντιγραφή του DNA είναι εξαιρετικά
σπάνια ο αριθμός των αντιγραφών που γίνονται σε ένα πολύπλοκο ευκαρυωτικό οργανισμό είναι
τόσος μεγάλος που αναπόφευκτα θα συσσωρευτεί ένας μεγάλος αριθμός από μεταλλάξεις στα σω‐
ματικά κύτταρα Για το λόγο αυτό όλα τα κύτταρα έχουν αποκτήσει ένα περίτεχνο σύνολο μηχανι‐
σμών μέσω των οποίων ελαττώνουν (περίπου κατά 100 φορές) τον αριθμό των μεταλλάξεων που
συμβαίνουν στο DNA τους Όλοι οι διαφορετικοί μηχανισμοί που έχουν ως σκοπό την απαλοιφή των
λαθών που γίνονται κατά την αντιγραφή περιγράφονται συλλογικά με τον όρο μηχανισμοί επιδιόρ‐θωσης του DNA
Ο βασικότερος μηχανισμός απαλοιφής λαθών ονομάζεται σύστημα επιδιόρθωσης των αταίριαστων
βάσεων του DNA και όπως φανερώνει το όνομά του η λειτουργία του είναι να αναγνωρίζει και να
διορθώνει τα αταίριαστα νουκλεοτίδια στον καινούργιο κλώνο του DNA Η διαδικασία της αναγνώ‐
ρισης του σωστού κλώνου είναι ίσως η πιο δύσκολη και σίγουρα η σημαντικότερη για τη σωστή επι‐
διόρθωση Αν το γονεϊκό κύτταρο δεν επιδιορθώσει τον μεταλλαγμένο κλώνο τότε το θυγατρικό κύτ‐
ταρο θα περιέχει μια μετάλλαξη ενώ το γονεϊκό καμία αν όμως το κύτταρο επιδιορθώσει τον λάθος
κλώνο (δηλ τον κλώνο εκμαγείο) τότε το αποτέλεσμα θα είναι να υπάρχει η μετάλλαξη και στους
δύο κλώνους και συνεπώς και σε όλα τα κύτταρα που θα δημιουργηθούν στο εξής Επομένως η επι‐
διόρθωση του λάθος κλώνου επιφέρει χειρότερα αποτελέσματα από ότι το ίδιο το λάθος εξαρχής Αν
και δεν είναι ακόμα γνωστός ο τρόπος με τον οποίο το σύστημα επιδιόρθωσης των αταίριαστων ζευ‐
γών αναγνωρίζει το νεοσυντιθέμενο κλώνο φαίνεται ότι οι νεοσυντιθέμενοι κλώνοι (τόσο ο προπο‐
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 3547
ρευόμενος όσο και ο καθυστερημένος) υφίσταται εγκοπές που καθοδηγούν το μηχανισμό στην ανα‐
γνώρισή τους
Όσον αφορά τη ίδια τη διαδικασία της επιδιόρθωσης αυτή πραγματοποιείται σε τρία βασικά στάδια
Κατά το πρώτο στάδιο κόβεται και αφαιρείται η λάθος βάση από το νεοσυντιθέμενο κλώνο με τη
βοήθεια μιας νουκλεάσης Στο 2ο στάδιο μια DNA πολυμεράση αναλαμβάνει να καλύψει το κενό που
δημιουργήθηκε χρησιμοποιώντας ως εκμαγείο τον σωστό κλώνο ενώ τη δουλειά τελειώνει στο 3ο
στάδιο μια DNA λιγάση που συνενώνει το κενό στο σκελετό του σακχαρο ‐φωσφορικού σκελετού του
νεοσυντιθέμενου κλώνου Είναι φανερό ότι η διαδικασία της επιδιόρθωσης μοιράζεται πολλούς μη‐
χανισμούς και ένζυμα με την αντιγραφή με τον τρόπο αυτό το κύτταρο χρησιμοποιεί ένζυμα τα ο‐
ποία είναι εξελιγμένα να συνθέτουν DNA με μεγάλη ακρίβεια ενώ συγχρόνως κάνει και οικονομία
πρώτων υλών
Βέβαια δεν οφείλονται όλα τα λάθη του DNA στο λάθος ταίριασμα βάσεων κατά την αντιγραφή Α‐
κόμα και όταν το DNA δεν αντιγράφεται υφίσταται συνεχώς βλάβες όπως και κάθε άλλο μόριο ενός
οργανισμού Οι βλάβες αυτές οφείλονται σε εξωγενής παράγοντες όπως για παράδειγμα η υψηλή
θερμοκρασία η υπεριώδης ακτινοβολία η ραδιενέργεια η έλλειψη πρώτων υλών (αβιταμίνωση)
κλπ Για παράδειγμα μια πολύ κοινή βλάβη που προκαλείται από την υπεριώδη ακτινοβολία είναι η
μετατροπή δύο γειτονικών βάσεων θυμίνης σε ένα διμερές θυμίνης Τέτοιες αλλαγές προκαλούν τη
μετατόπιση του πλαισίου ανάγνωσης του DNA που με τη σειρά του οδηγεί σε σοβαρά λάθη στις πα‐
ραγόμενες πρωτεΐνες Οι μηχανισμοί που χρησιμοποιούνται για την επιδιόρθωση τέτοιων λαθών
είναι διαφορετικοί από αυτόν που περιγράφθηκε μοιράζονται όμως πολλές διαδικασίες και ένζυμα
καθώς και τη βασική αρχή ότι χρησιμοποιείται ως εκμαγείο ο κλώνος που δεν έχει υποστεί λάθος
Από τα παραπάνω είναι φανερό ότι αν δεν υπήρχαν οι μηχανισμοί επιδιόρθωσης του DNA μια και
μόνο μέρα θα ήταν αρκετή για να συγκεντρώσουμε τόσες μεταλλάξεις στα κύτταρα μας που θα οδη‐
γούμασταν άμεσα στο θάνατο μας Είναι λογικό λοιπόν να υποθέσουμε ότι η φύση εξέλιξε αυτούς
τους μηχανισμούς πολύ νωρίς κατά την ανάπτυξη της ζωής και για το λόγο αυτό απαντώνται σχεδόν
απαράλλακτοι σε όλους τους οργανισμούς
ΠΕΡΙΣΣΟΤΕΡΗ ΑΝ ΑΓ ΝΩ ΣΗ
Κεφ 6 laquoDNAraquo από Alberts B Bray D Johnson A Lewis J Raff M Roberts K et al (2000) Βασι‐
κές Αρχές Κυτταρικής Βιολογίας Εισαγωγή στη Μοριακή Βιολογία του Κυττάρου (Χ Ζιούδρου Με‐
ταφ) Αθήνα Ιατρικές Εκδόσεις ΠΧ Πασχαλίδη
ΠΡΟΑΙΡΕΤΙΚΗ ΑΝΑΓΝΩΣΗ (ΣΤΑ ΑΓΓΛΙΚΑ)
Θέμα Πηγή
Δρεπανοκυτταρική αναιμία httpenwikipediaorgwikiSickle_cell_anemia
Επιδιόρθωση του DNA httpenwikipediaorgwikiDNA_repair
Μετάλλαξη httpenwikipediaorgwikiMutation
Σύστημα επιδιόρθωσης των αταί‐
ριαστων βάσεων του DNAhttpenwikipediaorgwikiMismatch_repair
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 3647
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 3747
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 3847
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 3947
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 4047
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 4147
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 4247
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 4347
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 4447
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 4547
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 4647
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 4747
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 2947
laquo$ampraquo ()amp DNA
amp+-0 01 amp2001 01 345)1 6$71
8-(micro8 amp)98
$amp()( (+ amp$-+ (
DNA 0 micro 123$ (45678
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 3047
$amp() )(+)
amp (-+
(amp$+) 5rsquo3rsquo
01amp() )(+)
amp (-+
(amp$+) 3rsquo5rsquo
23 5rsquo 4563 738 796429lt
=29gt gt9 gt38532ABlt3
973micro9568gtCA
micro Blt36CD2lt5E B64FG
23 3rsquo 4563 738
796429lt =29gt
gt9 gt38532ABlt3
973micro9568gtCA
micro Blt36CD2lt5E
B64FG
ltF6H=microgt3FDF2=
26ltIDFI36lt5=
B3J86ltK3gt38532ABlt3
L0$amp()
L0)
) +ampL0) L+ 0M0
L) L+ + L+amp +
Lamp (++ L
N)-) +01
) L) + L
N)-) +01 0M
amp)+ +01 1 amp+ -0
$amp()( (+
()( micro- )01-
DNA micro$ 2$3+)(
5rsquo3rsquo
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 3147
$amp () RNA +amp-
0 amp 1+micro2amp
RNA +amp-3
micro45( $)1ampmicro() 67()
amp DNA(6)micro12amp 1859+ amp $amp 03 () 62micro(3
Okazaki (0+( 6(3)1($(3 ()6(5+ (
RNA +amp-
amp DNA(6)micro12amp (6(6amp17+ amp
$amp () 62micro(3 DNA
( 6+03 RNA+amp-3
65lt+ + +$5+
0 DNA
)=amp () ()
62micro(3 DNA micro ( +microamp)micro(
$)1ampmicro( 67( micro amp
12amp amp3 6+42amp3 ()DNA
H $amp ()micro+
DNA +- )$+ampmicro0-
(1-
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 3247
$amp() + -$+) micro -012 )amp3$45
micro$amp (ampamp()micro+amp) -+amp)
+amp)+012micro+amp3 -+amp3
amp01+4+
50$6(3
DNA amp)micro(78 7+4 amp+
(ampamp()micro+amp -+amp 99lt=gtlt
ABC
ADE=FltGgtlt
ABC
(06 20 DNA
078 amp) DNA
(0micro78
(4H+8 amp)
)+I20 micro
microamp+ampJ3 -+amp)3
RNA 0+863
+2amp micro6micro Okazaki
micro$amp 1)(8micro2+amp)
-+amp)
DNA amp)micro(78 7+4 amp+
1)(8micro2+amp -+amp
(micro03 ampamp8(-+0 8 J+18 +3 micro6microamp3 Okazaki)
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 3347
$amp()micro micro)+ )-+ )012+
micro$amp (ampamp()micro+amp) -+amp)
+amp)+012micro+amp3 -+amp3
DNA amp)micro(45 4+6
amp+ (ampamp()micro+amp -+amp (07 20 DNA
(0micro45
(68+5 amp)
)+920 micro
microamp+amp3 -+amp)3
RNA 0+573
micro7micro Okazaki
045 amp) DNA
micro$amp 1)(5micro2+amp) -+amp)
+amp)+012micro+amp3 -+amp3
DNA amp)micro(45 4+6 amp+ 1)(5micro2+amp -+amp
(micro03 ampamp5(-+0 5 +15 +3 micro7microamp3 Okazaki)
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 3447
Ε Ι Σ Α Γ Ω Γ Η Σ Τ Ι Σ Σ Υ Γ Χ Ρ Ο Ν Ε Σ Β Ι Ο Λ Ο Γ Ι Κ Ε Σ
Ε Π Ι Σ Τ Η Μ Ε Σ ΕΠΙΔΙΟΡΘΩΣΗ ΤΟΥ DN A
(05 ΟΚΤΩΒΡΙΟΥ 2007)
Στις προηγούμενες διαλέξεις είδαμε ότι η αντιγραφή διαθέτει τις κατάλληλες ασφαλιστικές δικλίδες
για την αποφυγή εισαγωγής λαθών μέσα στο DNA Ωστόσο ακόμα και με όλες αυτές τις προφυλά‐
ξεις από τη μεριά του κύτταρου είναι δυνατόν να συμβούν λάθη όπως για παράδειγμα η τοποθέ‐
τηση λάθος βάσης απέναντι σε μία άλλη (πχ G απέναντι από A) Τέτοια λάθη είναι εξαιρετικά σπά‐
νια (1 λάθος ανά 107 αντιγραφόμενα νουκλεοτίδια) και συνήθως δεν προκαλούν σοβαρά προβλήμα‐
τα στα κύτταρα (για λόγους που θα δούμε όταν μελετήσουμε τη μεταγραφή και τη μετάφραση του
γεν υλικού) Όμως υπάρχει πάντα η πιθανότητα μια μετάλλαξη (μόνιμη αλλαγή) του DNA όσο α‐
πλή και αν είναι να προκαλέσει σοβαρά προβλήματα στην επιβίωση ενός οργανισμού Ένα τέτοιο
πολύ κοινό παράδειγμα είναι η μετάλλαξη που προκαλεί τη δρεπανοκυτταρική αναιμία Πρόκειται
για τη μεταβολή ενός μόνου νουκλεοτιδίου από αδενίνη σε θυμίνη στο γονίδιο της β‐σφαιρίνης που
προκαλεί την παραγωγή ελαττωματικής πρωτεΐνης Αν ένα άτομο έχει κληρονομήσει 2 τέτοια μεταλ‐
λαγμένα γονίδια (ένα από κάθε γονέα) τότε όλη η αιμοσφαιρίνη του αίματος του είναι δυσλειτουρ‐
γική με αποτέλεσμα τον θάνατο Στην περίπτωση που έχει μόνο το ένα από τα δύο γονίδια μεταλ‐
λαγμένο τότε το άτομο αυτό έστω και με κάποια προβλήματα θα μπορέσει να έχει μια φυσιολογική
ζωή
Μια άλλη ασθένεια στην οποία διαδραματίζουν καθοριστικό ρόλο οι μεταλλάξεις είναι ο καρκίνος
Κατά τη διάρκεια της ζωής ενός ανθρώπου δημιουργούνται και συσσωρεύονται μεταλλάξεις στα
σωματικά κύτταρα του ανθρώπου και μπορεί να τύχει κάποιες από αυτές τις μεταλλάξεις να είναι σεγονίδια του κυτταρικού κύκλου Όσο μεγαλύτερο είναι ένα άτομο σε ηλικία τόσες μεγαλύτερες είναι
οι πιθανότητες να έχει συσσωρεύσει μια σειρά από μεταλλάξεις στα σωματικά του κύτταρα που θα
του προκαλέσουν καρκίνο Μάλιστα διάφορες έρευνες δείχνουν ότι οι πιθανότητες να εμφανίσει
κάποιος καρκίνο αυξάνουν εκθετικά με την ηλικία
Τελικά αυτό που συμβαίνει είναι ότι παρόλο που τα λάθη στην αντιγραφή του DNA είναι εξαιρετικά
σπάνια ο αριθμός των αντιγραφών που γίνονται σε ένα πολύπλοκο ευκαρυωτικό οργανισμό είναι
τόσος μεγάλος που αναπόφευκτα θα συσσωρευτεί ένας μεγάλος αριθμός από μεταλλάξεις στα σω‐
ματικά κύτταρα Για το λόγο αυτό όλα τα κύτταρα έχουν αποκτήσει ένα περίτεχνο σύνολο μηχανι‐
σμών μέσω των οποίων ελαττώνουν (περίπου κατά 100 φορές) τον αριθμό των μεταλλάξεων που
συμβαίνουν στο DNA τους Όλοι οι διαφορετικοί μηχανισμοί που έχουν ως σκοπό την απαλοιφή των
λαθών που γίνονται κατά την αντιγραφή περιγράφονται συλλογικά με τον όρο μηχανισμοί επιδιόρ‐θωσης του DNA
Ο βασικότερος μηχανισμός απαλοιφής λαθών ονομάζεται σύστημα επιδιόρθωσης των αταίριαστων
βάσεων του DNA και όπως φανερώνει το όνομά του η λειτουργία του είναι να αναγνωρίζει και να
διορθώνει τα αταίριαστα νουκλεοτίδια στον καινούργιο κλώνο του DNA Η διαδικασία της αναγνώ‐
ρισης του σωστού κλώνου είναι ίσως η πιο δύσκολη και σίγουρα η σημαντικότερη για τη σωστή επι‐
διόρθωση Αν το γονεϊκό κύτταρο δεν επιδιορθώσει τον μεταλλαγμένο κλώνο τότε το θυγατρικό κύτ‐
ταρο θα περιέχει μια μετάλλαξη ενώ το γονεϊκό καμία αν όμως το κύτταρο επιδιορθώσει τον λάθος
κλώνο (δηλ τον κλώνο εκμαγείο) τότε το αποτέλεσμα θα είναι να υπάρχει η μετάλλαξη και στους
δύο κλώνους και συνεπώς και σε όλα τα κύτταρα που θα δημιουργηθούν στο εξής Επομένως η επι‐
διόρθωση του λάθος κλώνου επιφέρει χειρότερα αποτελέσματα από ότι το ίδιο το λάθος εξαρχής Αν
και δεν είναι ακόμα γνωστός ο τρόπος με τον οποίο το σύστημα επιδιόρθωσης των αταίριαστων ζευ‐
γών αναγνωρίζει το νεοσυντιθέμενο κλώνο φαίνεται ότι οι νεοσυντιθέμενοι κλώνοι (τόσο ο προπο‐
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 3547
ρευόμενος όσο και ο καθυστερημένος) υφίσταται εγκοπές που καθοδηγούν το μηχανισμό στην ανα‐
γνώρισή τους
Όσον αφορά τη ίδια τη διαδικασία της επιδιόρθωσης αυτή πραγματοποιείται σε τρία βασικά στάδια
Κατά το πρώτο στάδιο κόβεται και αφαιρείται η λάθος βάση από το νεοσυντιθέμενο κλώνο με τη
βοήθεια μιας νουκλεάσης Στο 2ο στάδιο μια DNA πολυμεράση αναλαμβάνει να καλύψει το κενό που
δημιουργήθηκε χρησιμοποιώντας ως εκμαγείο τον σωστό κλώνο ενώ τη δουλειά τελειώνει στο 3ο
στάδιο μια DNA λιγάση που συνενώνει το κενό στο σκελετό του σακχαρο ‐φωσφορικού σκελετού του
νεοσυντιθέμενου κλώνου Είναι φανερό ότι η διαδικασία της επιδιόρθωσης μοιράζεται πολλούς μη‐
χανισμούς και ένζυμα με την αντιγραφή με τον τρόπο αυτό το κύτταρο χρησιμοποιεί ένζυμα τα ο‐
ποία είναι εξελιγμένα να συνθέτουν DNA με μεγάλη ακρίβεια ενώ συγχρόνως κάνει και οικονομία
πρώτων υλών
Βέβαια δεν οφείλονται όλα τα λάθη του DNA στο λάθος ταίριασμα βάσεων κατά την αντιγραφή Α‐
κόμα και όταν το DNA δεν αντιγράφεται υφίσταται συνεχώς βλάβες όπως και κάθε άλλο μόριο ενός
οργανισμού Οι βλάβες αυτές οφείλονται σε εξωγενής παράγοντες όπως για παράδειγμα η υψηλή
θερμοκρασία η υπεριώδης ακτινοβολία η ραδιενέργεια η έλλειψη πρώτων υλών (αβιταμίνωση)
κλπ Για παράδειγμα μια πολύ κοινή βλάβη που προκαλείται από την υπεριώδη ακτινοβολία είναι η
μετατροπή δύο γειτονικών βάσεων θυμίνης σε ένα διμερές θυμίνης Τέτοιες αλλαγές προκαλούν τη
μετατόπιση του πλαισίου ανάγνωσης του DNA που με τη σειρά του οδηγεί σε σοβαρά λάθη στις πα‐
ραγόμενες πρωτεΐνες Οι μηχανισμοί που χρησιμοποιούνται για την επιδιόρθωση τέτοιων λαθών
είναι διαφορετικοί από αυτόν που περιγράφθηκε μοιράζονται όμως πολλές διαδικασίες και ένζυμα
καθώς και τη βασική αρχή ότι χρησιμοποιείται ως εκμαγείο ο κλώνος που δεν έχει υποστεί λάθος
Από τα παραπάνω είναι φανερό ότι αν δεν υπήρχαν οι μηχανισμοί επιδιόρθωσης του DNA μια και
μόνο μέρα θα ήταν αρκετή για να συγκεντρώσουμε τόσες μεταλλάξεις στα κύτταρα μας που θα οδη‐
γούμασταν άμεσα στο θάνατο μας Είναι λογικό λοιπόν να υποθέσουμε ότι η φύση εξέλιξε αυτούς
τους μηχανισμούς πολύ νωρίς κατά την ανάπτυξη της ζωής και για το λόγο αυτό απαντώνται σχεδόν
απαράλλακτοι σε όλους τους οργανισμούς
ΠΕΡΙΣΣΟΤΕΡΗ ΑΝ ΑΓ ΝΩ ΣΗ
Κεφ 6 laquoDNAraquo από Alberts B Bray D Johnson A Lewis J Raff M Roberts K et al (2000) Βασι‐
κές Αρχές Κυτταρικής Βιολογίας Εισαγωγή στη Μοριακή Βιολογία του Κυττάρου (Χ Ζιούδρου Με‐
ταφ) Αθήνα Ιατρικές Εκδόσεις ΠΧ Πασχαλίδη
ΠΡΟΑΙΡΕΤΙΚΗ ΑΝΑΓΝΩΣΗ (ΣΤΑ ΑΓΓΛΙΚΑ)
Θέμα Πηγή
Δρεπανοκυτταρική αναιμία httpenwikipediaorgwikiSickle_cell_anemia
Επιδιόρθωση του DNA httpenwikipediaorgwikiDNA_repair
Μετάλλαξη httpenwikipediaorgwikiMutation
Σύστημα επιδιόρθωσης των αταί‐
ριαστων βάσεων του DNAhttpenwikipediaorgwikiMismatch_repair
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 3647
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 3747
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 3847
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 3947
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 4047
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 4147
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 4247
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 4347
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 4447
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 4547
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 4647
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 4747
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 3047
$amp() )(+)
amp (-+
(amp$+) 5rsquo3rsquo
01amp() )(+)
amp (-+
(amp$+) 3rsquo5rsquo
23 5rsquo 4563 738 796429lt
=29gt gt9 gt38532ABlt3
973micro9568gtCA
micro Blt36CD2lt5E B64FG
23 3rsquo 4563 738
796429lt =29gt
gt9 gt38532ABlt3
973micro9568gtCA
micro Blt36CD2lt5E
B64FG
ltF6H=microgt3FDF2=
26ltIDFI36lt5=
B3J86ltK3gt38532ABlt3
L0$amp()
L0)
) +ampL0) L+ 0M0
L) L+ + L+amp +
Lamp (++ L
N)-) +01
) L) + L
N)-) +01 0M
amp)+ +01 1 amp+ -0
$amp()( (+
()( micro- )01-
DNA micro$ 2$3+)(
5rsquo3rsquo
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 3147
$amp () RNA +amp-
0 amp 1+micro2amp
RNA +amp-3
micro45( $)1ampmicro() 67()
amp DNA(6)micro12amp 1859+ amp $amp 03 () 62micro(3
Okazaki (0+( 6(3)1($(3 ()6(5+ (
RNA +amp-
amp DNA(6)micro12amp (6(6amp17+ amp
$amp () 62micro(3 DNA
( 6+03 RNA+amp-3
65lt+ + +$5+
0 DNA
)=amp () ()
62micro(3 DNA micro ( +microamp)micro(
$)1ampmicro( 67( micro amp
12amp amp3 6+42amp3 ()DNA
H $amp ()micro+
DNA +- )$+ampmicro0-
(1-
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 3247
$amp() + -$+) micro -012 )amp3$45
micro$amp (ampamp()micro+amp) -+amp)
+amp)+012micro+amp3 -+amp3
amp01+4+
50$6(3
DNA amp)micro(78 7+4 amp+
(ampamp()micro+amp -+amp 99lt=gtlt
ABC
ADE=FltGgtlt
ABC
(06 20 DNA
078 amp) DNA
(0micro78
(4H+8 amp)
)+I20 micro
microamp+ampJ3 -+amp)3
RNA 0+863
+2amp micro6micro Okazaki
micro$amp 1)(8micro2+amp)
-+amp)
DNA amp)micro(78 7+4 amp+
1)(8micro2+amp -+amp
(micro03 ampamp8(-+0 8 J+18 +3 micro6microamp3 Okazaki)
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 3347
$amp()micro micro)+ )-+ )012+
micro$amp (ampamp()micro+amp) -+amp)
+amp)+012micro+amp3 -+amp3
DNA amp)micro(45 4+6
amp+ (ampamp()micro+amp -+amp (07 20 DNA
(0micro45
(68+5 amp)
)+920 micro
microamp+amp3 -+amp)3
RNA 0+573
micro7micro Okazaki
045 amp) DNA
micro$amp 1)(5micro2+amp) -+amp)
+amp)+012micro+amp3 -+amp3
DNA amp)micro(45 4+6 amp+ 1)(5micro2+amp -+amp
(micro03 ampamp5(-+0 5 +15 +3 micro7microamp3 Okazaki)
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 3447
Ε Ι Σ Α Γ Ω Γ Η Σ Τ Ι Σ Σ Υ Γ Χ Ρ Ο Ν Ε Σ Β Ι Ο Λ Ο Γ Ι Κ Ε Σ
Ε Π Ι Σ Τ Η Μ Ε Σ ΕΠΙΔΙΟΡΘΩΣΗ ΤΟΥ DN A
(05 ΟΚΤΩΒΡΙΟΥ 2007)
Στις προηγούμενες διαλέξεις είδαμε ότι η αντιγραφή διαθέτει τις κατάλληλες ασφαλιστικές δικλίδες
για την αποφυγή εισαγωγής λαθών μέσα στο DNA Ωστόσο ακόμα και με όλες αυτές τις προφυλά‐
ξεις από τη μεριά του κύτταρου είναι δυνατόν να συμβούν λάθη όπως για παράδειγμα η τοποθέ‐
τηση λάθος βάσης απέναντι σε μία άλλη (πχ G απέναντι από A) Τέτοια λάθη είναι εξαιρετικά σπά‐
νια (1 λάθος ανά 107 αντιγραφόμενα νουκλεοτίδια) και συνήθως δεν προκαλούν σοβαρά προβλήμα‐
τα στα κύτταρα (για λόγους που θα δούμε όταν μελετήσουμε τη μεταγραφή και τη μετάφραση του
γεν υλικού) Όμως υπάρχει πάντα η πιθανότητα μια μετάλλαξη (μόνιμη αλλαγή) του DNA όσο α‐
πλή και αν είναι να προκαλέσει σοβαρά προβλήματα στην επιβίωση ενός οργανισμού Ένα τέτοιο
πολύ κοινό παράδειγμα είναι η μετάλλαξη που προκαλεί τη δρεπανοκυτταρική αναιμία Πρόκειται
για τη μεταβολή ενός μόνου νουκλεοτιδίου από αδενίνη σε θυμίνη στο γονίδιο της β‐σφαιρίνης που
προκαλεί την παραγωγή ελαττωματικής πρωτεΐνης Αν ένα άτομο έχει κληρονομήσει 2 τέτοια μεταλ‐
λαγμένα γονίδια (ένα από κάθε γονέα) τότε όλη η αιμοσφαιρίνη του αίματος του είναι δυσλειτουρ‐
γική με αποτέλεσμα τον θάνατο Στην περίπτωση που έχει μόνο το ένα από τα δύο γονίδια μεταλ‐
λαγμένο τότε το άτομο αυτό έστω και με κάποια προβλήματα θα μπορέσει να έχει μια φυσιολογική
ζωή
Μια άλλη ασθένεια στην οποία διαδραματίζουν καθοριστικό ρόλο οι μεταλλάξεις είναι ο καρκίνος
Κατά τη διάρκεια της ζωής ενός ανθρώπου δημιουργούνται και συσσωρεύονται μεταλλάξεις στα
σωματικά κύτταρα του ανθρώπου και μπορεί να τύχει κάποιες από αυτές τις μεταλλάξεις να είναι σεγονίδια του κυτταρικού κύκλου Όσο μεγαλύτερο είναι ένα άτομο σε ηλικία τόσες μεγαλύτερες είναι
οι πιθανότητες να έχει συσσωρεύσει μια σειρά από μεταλλάξεις στα σωματικά του κύτταρα που θα
του προκαλέσουν καρκίνο Μάλιστα διάφορες έρευνες δείχνουν ότι οι πιθανότητες να εμφανίσει
κάποιος καρκίνο αυξάνουν εκθετικά με την ηλικία
Τελικά αυτό που συμβαίνει είναι ότι παρόλο που τα λάθη στην αντιγραφή του DNA είναι εξαιρετικά
σπάνια ο αριθμός των αντιγραφών που γίνονται σε ένα πολύπλοκο ευκαρυωτικό οργανισμό είναι
τόσος μεγάλος που αναπόφευκτα θα συσσωρευτεί ένας μεγάλος αριθμός από μεταλλάξεις στα σω‐
ματικά κύτταρα Για το λόγο αυτό όλα τα κύτταρα έχουν αποκτήσει ένα περίτεχνο σύνολο μηχανι‐
σμών μέσω των οποίων ελαττώνουν (περίπου κατά 100 φορές) τον αριθμό των μεταλλάξεων που
συμβαίνουν στο DNA τους Όλοι οι διαφορετικοί μηχανισμοί που έχουν ως σκοπό την απαλοιφή των
λαθών που γίνονται κατά την αντιγραφή περιγράφονται συλλογικά με τον όρο μηχανισμοί επιδιόρ‐θωσης του DNA
Ο βασικότερος μηχανισμός απαλοιφής λαθών ονομάζεται σύστημα επιδιόρθωσης των αταίριαστων
βάσεων του DNA και όπως φανερώνει το όνομά του η λειτουργία του είναι να αναγνωρίζει και να
διορθώνει τα αταίριαστα νουκλεοτίδια στον καινούργιο κλώνο του DNA Η διαδικασία της αναγνώ‐
ρισης του σωστού κλώνου είναι ίσως η πιο δύσκολη και σίγουρα η σημαντικότερη για τη σωστή επι‐
διόρθωση Αν το γονεϊκό κύτταρο δεν επιδιορθώσει τον μεταλλαγμένο κλώνο τότε το θυγατρικό κύτ‐
ταρο θα περιέχει μια μετάλλαξη ενώ το γονεϊκό καμία αν όμως το κύτταρο επιδιορθώσει τον λάθος
κλώνο (δηλ τον κλώνο εκμαγείο) τότε το αποτέλεσμα θα είναι να υπάρχει η μετάλλαξη και στους
δύο κλώνους και συνεπώς και σε όλα τα κύτταρα που θα δημιουργηθούν στο εξής Επομένως η επι‐
διόρθωση του λάθος κλώνου επιφέρει χειρότερα αποτελέσματα από ότι το ίδιο το λάθος εξαρχής Αν
και δεν είναι ακόμα γνωστός ο τρόπος με τον οποίο το σύστημα επιδιόρθωσης των αταίριαστων ζευ‐
γών αναγνωρίζει το νεοσυντιθέμενο κλώνο φαίνεται ότι οι νεοσυντιθέμενοι κλώνοι (τόσο ο προπο‐
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 3547
ρευόμενος όσο και ο καθυστερημένος) υφίσταται εγκοπές που καθοδηγούν το μηχανισμό στην ανα‐
γνώρισή τους
Όσον αφορά τη ίδια τη διαδικασία της επιδιόρθωσης αυτή πραγματοποιείται σε τρία βασικά στάδια
Κατά το πρώτο στάδιο κόβεται και αφαιρείται η λάθος βάση από το νεοσυντιθέμενο κλώνο με τη
βοήθεια μιας νουκλεάσης Στο 2ο στάδιο μια DNA πολυμεράση αναλαμβάνει να καλύψει το κενό που
δημιουργήθηκε χρησιμοποιώντας ως εκμαγείο τον σωστό κλώνο ενώ τη δουλειά τελειώνει στο 3ο
στάδιο μια DNA λιγάση που συνενώνει το κενό στο σκελετό του σακχαρο ‐φωσφορικού σκελετού του
νεοσυντιθέμενου κλώνου Είναι φανερό ότι η διαδικασία της επιδιόρθωσης μοιράζεται πολλούς μη‐
χανισμούς και ένζυμα με την αντιγραφή με τον τρόπο αυτό το κύτταρο χρησιμοποιεί ένζυμα τα ο‐
ποία είναι εξελιγμένα να συνθέτουν DNA με μεγάλη ακρίβεια ενώ συγχρόνως κάνει και οικονομία
πρώτων υλών
Βέβαια δεν οφείλονται όλα τα λάθη του DNA στο λάθος ταίριασμα βάσεων κατά την αντιγραφή Α‐
κόμα και όταν το DNA δεν αντιγράφεται υφίσταται συνεχώς βλάβες όπως και κάθε άλλο μόριο ενός
οργανισμού Οι βλάβες αυτές οφείλονται σε εξωγενής παράγοντες όπως για παράδειγμα η υψηλή
θερμοκρασία η υπεριώδης ακτινοβολία η ραδιενέργεια η έλλειψη πρώτων υλών (αβιταμίνωση)
κλπ Για παράδειγμα μια πολύ κοινή βλάβη που προκαλείται από την υπεριώδη ακτινοβολία είναι η
μετατροπή δύο γειτονικών βάσεων θυμίνης σε ένα διμερές θυμίνης Τέτοιες αλλαγές προκαλούν τη
μετατόπιση του πλαισίου ανάγνωσης του DNA που με τη σειρά του οδηγεί σε σοβαρά λάθη στις πα‐
ραγόμενες πρωτεΐνες Οι μηχανισμοί που χρησιμοποιούνται για την επιδιόρθωση τέτοιων λαθών
είναι διαφορετικοί από αυτόν που περιγράφθηκε μοιράζονται όμως πολλές διαδικασίες και ένζυμα
καθώς και τη βασική αρχή ότι χρησιμοποιείται ως εκμαγείο ο κλώνος που δεν έχει υποστεί λάθος
Από τα παραπάνω είναι φανερό ότι αν δεν υπήρχαν οι μηχανισμοί επιδιόρθωσης του DNA μια και
μόνο μέρα θα ήταν αρκετή για να συγκεντρώσουμε τόσες μεταλλάξεις στα κύτταρα μας που θα οδη‐
γούμασταν άμεσα στο θάνατο μας Είναι λογικό λοιπόν να υποθέσουμε ότι η φύση εξέλιξε αυτούς
τους μηχανισμούς πολύ νωρίς κατά την ανάπτυξη της ζωής και για το λόγο αυτό απαντώνται σχεδόν
απαράλλακτοι σε όλους τους οργανισμούς
ΠΕΡΙΣΣΟΤΕΡΗ ΑΝ ΑΓ ΝΩ ΣΗ
Κεφ 6 laquoDNAraquo από Alberts B Bray D Johnson A Lewis J Raff M Roberts K et al (2000) Βασι‐
κές Αρχές Κυτταρικής Βιολογίας Εισαγωγή στη Μοριακή Βιολογία του Κυττάρου (Χ Ζιούδρου Με‐
ταφ) Αθήνα Ιατρικές Εκδόσεις ΠΧ Πασχαλίδη
ΠΡΟΑΙΡΕΤΙΚΗ ΑΝΑΓΝΩΣΗ (ΣΤΑ ΑΓΓΛΙΚΑ)
Θέμα Πηγή
Δρεπανοκυτταρική αναιμία httpenwikipediaorgwikiSickle_cell_anemia
Επιδιόρθωση του DNA httpenwikipediaorgwikiDNA_repair
Μετάλλαξη httpenwikipediaorgwikiMutation
Σύστημα επιδιόρθωσης των αταί‐
ριαστων βάσεων του DNAhttpenwikipediaorgwikiMismatch_repair
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 3647
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 3747
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 3847
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 3947
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 4047
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 4147
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 4247
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 4347
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 4447
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 4547
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 4647
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 4747
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 3147
$amp () RNA +amp-
0 amp 1+micro2amp
RNA +amp-3
micro45( $)1ampmicro() 67()
amp DNA(6)micro12amp 1859+ amp $amp 03 () 62micro(3
Okazaki (0+( 6(3)1($(3 ()6(5+ (
RNA +amp-
amp DNA(6)micro12amp (6(6amp17+ amp
$amp () 62micro(3 DNA
( 6+03 RNA+amp-3
65lt+ + +$5+
0 DNA
)=amp () ()
62micro(3 DNA micro ( +microamp)micro(
$)1ampmicro( 67( micro amp
12amp amp3 6+42amp3 ()DNA
H $amp ()micro+
DNA +- )$+ampmicro0-
(1-
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 3247
$amp() + -$+) micro -012 )amp3$45
micro$amp (ampamp()micro+amp) -+amp)
+amp)+012micro+amp3 -+amp3
amp01+4+
50$6(3
DNA amp)micro(78 7+4 amp+
(ampamp()micro+amp -+amp 99lt=gtlt
ABC
ADE=FltGgtlt
ABC
(06 20 DNA
078 amp) DNA
(0micro78
(4H+8 amp)
)+I20 micro
microamp+ampJ3 -+amp)3
RNA 0+863
+2amp micro6micro Okazaki
micro$amp 1)(8micro2+amp)
-+amp)
DNA amp)micro(78 7+4 amp+
1)(8micro2+amp -+amp
(micro03 ampamp8(-+0 8 J+18 +3 micro6microamp3 Okazaki)
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 3347
$amp()micro micro)+ )-+ )012+
micro$amp (ampamp()micro+amp) -+amp)
+amp)+012micro+amp3 -+amp3
DNA amp)micro(45 4+6
amp+ (ampamp()micro+amp -+amp (07 20 DNA
(0micro45
(68+5 amp)
)+920 micro
microamp+amp3 -+amp)3
RNA 0+573
micro7micro Okazaki
045 amp) DNA
micro$amp 1)(5micro2+amp) -+amp)
+amp)+012micro+amp3 -+amp3
DNA amp)micro(45 4+6 amp+ 1)(5micro2+amp -+amp
(micro03 ampamp5(-+0 5 +15 +3 micro7microamp3 Okazaki)
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 3447
Ε Ι Σ Α Γ Ω Γ Η Σ Τ Ι Σ Σ Υ Γ Χ Ρ Ο Ν Ε Σ Β Ι Ο Λ Ο Γ Ι Κ Ε Σ
Ε Π Ι Σ Τ Η Μ Ε Σ ΕΠΙΔΙΟΡΘΩΣΗ ΤΟΥ DN A
(05 ΟΚΤΩΒΡΙΟΥ 2007)
Στις προηγούμενες διαλέξεις είδαμε ότι η αντιγραφή διαθέτει τις κατάλληλες ασφαλιστικές δικλίδες
για την αποφυγή εισαγωγής λαθών μέσα στο DNA Ωστόσο ακόμα και με όλες αυτές τις προφυλά‐
ξεις από τη μεριά του κύτταρου είναι δυνατόν να συμβούν λάθη όπως για παράδειγμα η τοποθέ‐
τηση λάθος βάσης απέναντι σε μία άλλη (πχ G απέναντι από A) Τέτοια λάθη είναι εξαιρετικά σπά‐
νια (1 λάθος ανά 107 αντιγραφόμενα νουκλεοτίδια) και συνήθως δεν προκαλούν σοβαρά προβλήμα‐
τα στα κύτταρα (για λόγους που θα δούμε όταν μελετήσουμε τη μεταγραφή και τη μετάφραση του
γεν υλικού) Όμως υπάρχει πάντα η πιθανότητα μια μετάλλαξη (μόνιμη αλλαγή) του DNA όσο α‐
πλή και αν είναι να προκαλέσει σοβαρά προβλήματα στην επιβίωση ενός οργανισμού Ένα τέτοιο
πολύ κοινό παράδειγμα είναι η μετάλλαξη που προκαλεί τη δρεπανοκυτταρική αναιμία Πρόκειται
για τη μεταβολή ενός μόνου νουκλεοτιδίου από αδενίνη σε θυμίνη στο γονίδιο της β‐σφαιρίνης που
προκαλεί την παραγωγή ελαττωματικής πρωτεΐνης Αν ένα άτομο έχει κληρονομήσει 2 τέτοια μεταλ‐
λαγμένα γονίδια (ένα από κάθε γονέα) τότε όλη η αιμοσφαιρίνη του αίματος του είναι δυσλειτουρ‐
γική με αποτέλεσμα τον θάνατο Στην περίπτωση που έχει μόνο το ένα από τα δύο γονίδια μεταλ‐
λαγμένο τότε το άτομο αυτό έστω και με κάποια προβλήματα θα μπορέσει να έχει μια φυσιολογική
ζωή
Μια άλλη ασθένεια στην οποία διαδραματίζουν καθοριστικό ρόλο οι μεταλλάξεις είναι ο καρκίνος
Κατά τη διάρκεια της ζωής ενός ανθρώπου δημιουργούνται και συσσωρεύονται μεταλλάξεις στα
σωματικά κύτταρα του ανθρώπου και μπορεί να τύχει κάποιες από αυτές τις μεταλλάξεις να είναι σεγονίδια του κυτταρικού κύκλου Όσο μεγαλύτερο είναι ένα άτομο σε ηλικία τόσες μεγαλύτερες είναι
οι πιθανότητες να έχει συσσωρεύσει μια σειρά από μεταλλάξεις στα σωματικά του κύτταρα που θα
του προκαλέσουν καρκίνο Μάλιστα διάφορες έρευνες δείχνουν ότι οι πιθανότητες να εμφανίσει
κάποιος καρκίνο αυξάνουν εκθετικά με την ηλικία
Τελικά αυτό που συμβαίνει είναι ότι παρόλο που τα λάθη στην αντιγραφή του DNA είναι εξαιρετικά
σπάνια ο αριθμός των αντιγραφών που γίνονται σε ένα πολύπλοκο ευκαρυωτικό οργανισμό είναι
τόσος μεγάλος που αναπόφευκτα θα συσσωρευτεί ένας μεγάλος αριθμός από μεταλλάξεις στα σω‐
ματικά κύτταρα Για το λόγο αυτό όλα τα κύτταρα έχουν αποκτήσει ένα περίτεχνο σύνολο μηχανι‐
σμών μέσω των οποίων ελαττώνουν (περίπου κατά 100 φορές) τον αριθμό των μεταλλάξεων που
συμβαίνουν στο DNA τους Όλοι οι διαφορετικοί μηχανισμοί που έχουν ως σκοπό την απαλοιφή των
λαθών που γίνονται κατά την αντιγραφή περιγράφονται συλλογικά με τον όρο μηχανισμοί επιδιόρ‐θωσης του DNA
Ο βασικότερος μηχανισμός απαλοιφής λαθών ονομάζεται σύστημα επιδιόρθωσης των αταίριαστων
βάσεων του DNA και όπως φανερώνει το όνομά του η λειτουργία του είναι να αναγνωρίζει και να
διορθώνει τα αταίριαστα νουκλεοτίδια στον καινούργιο κλώνο του DNA Η διαδικασία της αναγνώ‐
ρισης του σωστού κλώνου είναι ίσως η πιο δύσκολη και σίγουρα η σημαντικότερη για τη σωστή επι‐
διόρθωση Αν το γονεϊκό κύτταρο δεν επιδιορθώσει τον μεταλλαγμένο κλώνο τότε το θυγατρικό κύτ‐
ταρο θα περιέχει μια μετάλλαξη ενώ το γονεϊκό καμία αν όμως το κύτταρο επιδιορθώσει τον λάθος
κλώνο (δηλ τον κλώνο εκμαγείο) τότε το αποτέλεσμα θα είναι να υπάρχει η μετάλλαξη και στους
δύο κλώνους και συνεπώς και σε όλα τα κύτταρα που θα δημιουργηθούν στο εξής Επομένως η επι‐
διόρθωση του λάθος κλώνου επιφέρει χειρότερα αποτελέσματα από ότι το ίδιο το λάθος εξαρχής Αν
και δεν είναι ακόμα γνωστός ο τρόπος με τον οποίο το σύστημα επιδιόρθωσης των αταίριαστων ζευ‐
γών αναγνωρίζει το νεοσυντιθέμενο κλώνο φαίνεται ότι οι νεοσυντιθέμενοι κλώνοι (τόσο ο προπο‐
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 3547
ρευόμενος όσο και ο καθυστερημένος) υφίσταται εγκοπές που καθοδηγούν το μηχανισμό στην ανα‐
γνώρισή τους
Όσον αφορά τη ίδια τη διαδικασία της επιδιόρθωσης αυτή πραγματοποιείται σε τρία βασικά στάδια
Κατά το πρώτο στάδιο κόβεται και αφαιρείται η λάθος βάση από το νεοσυντιθέμενο κλώνο με τη
βοήθεια μιας νουκλεάσης Στο 2ο στάδιο μια DNA πολυμεράση αναλαμβάνει να καλύψει το κενό που
δημιουργήθηκε χρησιμοποιώντας ως εκμαγείο τον σωστό κλώνο ενώ τη δουλειά τελειώνει στο 3ο
στάδιο μια DNA λιγάση που συνενώνει το κενό στο σκελετό του σακχαρο ‐φωσφορικού σκελετού του
νεοσυντιθέμενου κλώνου Είναι φανερό ότι η διαδικασία της επιδιόρθωσης μοιράζεται πολλούς μη‐
χανισμούς και ένζυμα με την αντιγραφή με τον τρόπο αυτό το κύτταρο χρησιμοποιεί ένζυμα τα ο‐
ποία είναι εξελιγμένα να συνθέτουν DNA με μεγάλη ακρίβεια ενώ συγχρόνως κάνει και οικονομία
πρώτων υλών
Βέβαια δεν οφείλονται όλα τα λάθη του DNA στο λάθος ταίριασμα βάσεων κατά την αντιγραφή Α‐
κόμα και όταν το DNA δεν αντιγράφεται υφίσταται συνεχώς βλάβες όπως και κάθε άλλο μόριο ενός
οργανισμού Οι βλάβες αυτές οφείλονται σε εξωγενής παράγοντες όπως για παράδειγμα η υψηλή
θερμοκρασία η υπεριώδης ακτινοβολία η ραδιενέργεια η έλλειψη πρώτων υλών (αβιταμίνωση)
κλπ Για παράδειγμα μια πολύ κοινή βλάβη που προκαλείται από την υπεριώδη ακτινοβολία είναι η
μετατροπή δύο γειτονικών βάσεων θυμίνης σε ένα διμερές θυμίνης Τέτοιες αλλαγές προκαλούν τη
μετατόπιση του πλαισίου ανάγνωσης του DNA που με τη σειρά του οδηγεί σε σοβαρά λάθη στις πα‐
ραγόμενες πρωτεΐνες Οι μηχανισμοί που χρησιμοποιούνται για την επιδιόρθωση τέτοιων λαθών
είναι διαφορετικοί από αυτόν που περιγράφθηκε μοιράζονται όμως πολλές διαδικασίες και ένζυμα
καθώς και τη βασική αρχή ότι χρησιμοποιείται ως εκμαγείο ο κλώνος που δεν έχει υποστεί λάθος
Από τα παραπάνω είναι φανερό ότι αν δεν υπήρχαν οι μηχανισμοί επιδιόρθωσης του DNA μια και
μόνο μέρα θα ήταν αρκετή για να συγκεντρώσουμε τόσες μεταλλάξεις στα κύτταρα μας που θα οδη‐
γούμασταν άμεσα στο θάνατο μας Είναι λογικό λοιπόν να υποθέσουμε ότι η φύση εξέλιξε αυτούς
τους μηχανισμούς πολύ νωρίς κατά την ανάπτυξη της ζωής και για το λόγο αυτό απαντώνται σχεδόν
απαράλλακτοι σε όλους τους οργανισμούς
ΠΕΡΙΣΣΟΤΕΡΗ ΑΝ ΑΓ ΝΩ ΣΗ
Κεφ 6 laquoDNAraquo από Alberts B Bray D Johnson A Lewis J Raff M Roberts K et al (2000) Βασι‐
κές Αρχές Κυτταρικής Βιολογίας Εισαγωγή στη Μοριακή Βιολογία του Κυττάρου (Χ Ζιούδρου Με‐
ταφ) Αθήνα Ιατρικές Εκδόσεις ΠΧ Πασχαλίδη
ΠΡΟΑΙΡΕΤΙΚΗ ΑΝΑΓΝΩΣΗ (ΣΤΑ ΑΓΓΛΙΚΑ)
Θέμα Πηγή
Δρεπανοκυτταρική αναιμία httpenwikipediaorgwikiSickle_cell_anemia
Επιδιόρθωση του DNA httpenwikipediaorgwikiDNA_repair
Μετάλλαξη httpenwikipediaorgwikiMutation
Σύστημα επιδιόρθωσης των αταί‐
ριαστων βάσεων του DNAhttpenwikipediaorgwikiMismatch_repair
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 3647
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 3747
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 3847
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 3947
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 4047
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 4147
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 4247
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 4347
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 4447
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 4547
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 4647
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 4747
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 3247
$amp() + -$+) micro -012 )amp3$45
micro$amp (ampamp()micro+amp) -+amp)
+amp)+012micro+amp3 -+amp3
amp01+4+
50$6(3
DNA amp)micro(78 7+4 amp+
(ampamp()micro+amp -+amp 99lt=gtlt
ABC
ADE=FltGgtlt
ABC
(06 20 DNA
078 amp) DNA
(0micro78
(4H+8 amp)
)+I20 micro
microamp+ampJ3 -+amp)3
RNA 0+863
+2amp micro6micro Okazaki
micro$amp 1)(8micro2+amp)
-+amp)
DNA amp)micro(78 7+4 amp+
1)(8micro2+amp -+amp
(micro03 ampamp8(-+0 8 J+18 +3 micro6microamp3 Okazaki)
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 3347
$amp()micro micro)+ )-+ )012+
micro$amp (ampamp()micro+amp) -+amp)
+amp)+012micro+amp3 -+amp3
DNA amp)micro(45 4+6
amp+ (ampamp()micro+amp -+amp (07 20 DNA
(0micro45
(68+5 amp)
)+920 micro
microamp+amp3 -+amp)3
RNA 0+573
micro7micro Okazaki
045 amp) DNA
micro$amp 1)(5micro2+amp) -+amp)
+amp)+012micro+amp3 -+amp3
DNA amp)micro(45 4+6 amp+ 1)(5micro2+amp -+amp
(micro03 ampamp5(-+0 5 +15 +3 micro7microamp3 Okazaki)
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 3447
Ε Ι Σ Α Γ Ω Γ Η Σ Τ Ι Σ Σ Υ Γ Χ Ρ Ο Ν Ε Σ Β Ι Ο Λ Ο Γ Ι Κ Ε Σ
Ε Π Ι Σ Τ Η Μ Ε Σ ΕΠΙΔΙΟΡΘΩΣΗ ΤΟΥ DN A
(05 ΟΚΤΩΒΡΙΟΥ 2007)
Στις προηγούμενες διαλέξεις είδαμε ότι η αντιγραφή διαθέτει τις κατάλληλες ασφαλιστικές δικλίδες
για την αποφυγή εισαγωγής λαθών μέσα στο DNA Ωστόσο ακόμα και με όλες αυτές τις προφυλά‐
ξεις από τη μεριά του κύτταρου είναι δυνατόν να συμβούν λάθη όπως για παράδειγμα η τοποθέ‐
τηση λάθος βάσης απέναντι σε μία άλλη (πχ G απέναντι από A) Τέτοια λάθη είναι εξαιρετικά σπά‐
νια (1 λάθος ανά 107 αντιγραφόμενα νουκλεοτίδια) και συνήθως δεν προκαλούν σοβαρά προβλήμα‐
τα στα κύτταρα (για λόγους που θα δούμε όταν μελετήσουμε τη μεταγραφή και τη μετάφραση του
γεν υλικού) Όμως υπάρχει πάντα η πιθανότητα μια μετάλλαξη (μόνιμη αλλαγή) του DNA όσο α‐
πλή και αν είναι να προκαλέσει σοβαρά προβλήματα στην επιβίωση ενός οργανισμού Ένα τέτοιο
πολύ κοινό παράδειγμα είναι η μετάλλαξη που προκαλεί τη δρεπανοκυτταρική αναιμία Πρόκειται
για τη μεταβολή ενός μόνου νουκλεοτιδίου από αδενίνη σε θυμίνη στο γονίδιο της β‐σφαιρίνης που
προκαλεί την παραγωγή ελαττωματικής πρωτεΐνης Αν ένα άτομο έχει κληρονομήσει 2 τέτοια μεταλ‐
λαγμένα γονίδια (ένα από κάθε γονέα) τότε όλη η αιμοσφαιρίνη του αίματος του είναι δυσλειτουρ‐
γική με αποτέλεσμα τον θάνατο Στην περίπτωση που έχει μόνο το ένα από τα δύο γονίδια μεταλ‐
λαγμένο τότε το άτομο αυτό έστω και με κάποια προβλήματα θα μπορέσει να έχει μια φυσιολογική
ζωή
Μια άλλη ασθένεια στην οποία διαδραματίζουν καθοριστικό ρόλο οι μεταλλάξεις είναι ο καρκίνος
Κατά τη διάρκεια της ζωής ενός ανθρώπου δημιουργούνται και συσσωρεύονται μεταλλάξεις στα
σωματικά κύτταρα του ανθρώπου και μπορεί να τύχει κάποιες από αυτές τις μεταλλάξεις να είναι σεγονίδια του κυτταρικού κύκλου Όσο μεγαλύτερο είναι ένα άτομο σε ηλικία τόσες μεγαλύτερες είναι
οι πιθανότητες να έχει συσσωρεύσει μια σειρά από μεταλλάξεις στα σωματικά του κύτταρα που θα
του προκαλέσουν καρκίνο Μάλιστα διάφορες έρευνες δείχνουν ότι οι πιθανότητες να εμφανίσει
κάποιος καρκίνο αυξάνουν εκθετικά με την ηλικία
Τελικά αυτό που συμβαίνει είναι ότι παρόλο που τα λάθη στην αντιγραφή του DNA είναι εξαιρετικά
σπάνια ο αριθμός των αντιγραφών που γίνονται σε ένα πολύπλοκο ευκαρυωτικό οργανισμό είναι
τόσος μεγάλος που αναπόφευκτα θα συσσωρευτεί ένας μεγάλος αριθμός από μεταλλάξεις στα σω‐
ματικά κύτταρα Για το λόγο αυτό όλα τα κύτταρα έχουν αποκτήσει ένα περίτεχνο σύνολο μηχανι‐
σμών μέσω των οποίων ελαττώνουν (περίπου κατά 100 φορές) τον αριθμό των μεταλλάξεων που
συμβαίνουν στο DNA τους Όλοι οι διαφορετικοί μηχανισμοί που έχουν ως σκοπό την απαλοιφή των
λαθών που γίνονται κατά την αντιγραφή περιγράφονται συλλογικά με τον όρο μηχανισμοί επιδιόρ‐θωσης του DNA
Ο βασικότερος μηχανισμός απαλοιφής λαθών ονομάζεται σύστημα επιδιόρθωσης των αταίριαστων
βάσεων του DNA και όπως φανερώνει το όνομά του η λειτουργία του είναι να αναγνωρίζει και να
διορθώνει τα αταίριαστα νουκλεοτίδια στον καινούργιο κλώνο του DNA Η διαδικασία της αναγνώ‐
ρισης του σωστού κλώνου είναι ίσως η πιο δύσκολη και σίγουρα η σημαντικότερη για τη σωστή επι‐
διόρθωση Αν το γονεϊκό κύτταρο δεν επιδιορθώσει τον μεταλλαγμένο κλώνο τότε το θυγατρικό κύτ‐
ταρο θα περιέχει μια μετάλλαξη ενώ το γονεϊκό καμία αν όμως το κύτταρο επιδιορθώσει τον λάθος
κλώνο (δηλ τον κλώνο εκμαγείο) τότε το αποτέλεσμα θα είναι να υπάρχει η μετάλλαξη και στους
δύο κλώνους και συνεπώς και σε όλα τα κύτταρα που θα δημιουργηθούν στο εξής Επομένως η επι‐
διόρθωση του λάθος κλώνου επιφέρει χειρότερα αποτελέσματα από ότι το ίδιο το λάθος εξαρχής Αν
και δεν είναι ακόμα γνωστός ο τρόπος με τον οποίο το σύστημα επιδιόρθωσης των αταίριαστων ζευ‐
γών αναγνωρίζει το νεοσυντιθέμενο κλώνο φαίνεται ότι οι νεοσυντιθέμενοι κλώνοι (τόσο ο προπο‐
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 3547
ρευόμενος όσο και ο καθυστερημένος) υφίσταται εγκοπές που καθοδηγούν το μηχανισμό στην ανα‐
γνώρισή τους
Όσον αφορά τη ίδια τη διαδικασία της επιδιόρθωσης αυτή πραγματοποιείται σε τρία βασικά στάδια
Κατά το πρώτο στάδιο κόβεται και αφαιρείται η λάθος βάση από το νεοσυντιθέμενο κλώνο με τη
βοήθεια μιας νουκλεάσης Στο 2ο στάδιο μια DNA πολυμεράση αναλαμβάνει να καλύψει το κενό που
δημιουργήθηκε χρησιμοποιώντας ως εκμαγείο τον σωστό κλώνο ενώ τη δουλειά τελειώνει στο 3ο
στάδιο μια DNA λιγάση που συνενώνει το κενό στο σκελετό του σακχαρο ‐φωσφορικού σκελετού του
νεοσυντιθέμενου κλώνου Είναι φανερό ότι η διαδικασία της επιδιόρθωσης μοιράζεται πολλούς μη‐
χανισμούς και ένζυμα με την αντιγραφή με τον τρόπο αυτό το κύτταρο χρησιμοποιεί ένζυμα τα ο‐
ποία είναι εξελιγμένα να συνθέτουν DNA με μεγάλη ακρίβεια ενώ συγχρόνως κάνει και οικονομία
πρώτων υλών
Βέβαια δεν οφείλονται όλα τα λάθη του DNA στο λάθος ταίριασμα βάσεων κατά την αντιγραφή Α‐
κόμα και όταν το DNA δεν αντιγράφεται υφίσταται συνεχώς βλάβες όπως και κάθε άλλο μόριο ενός
οργανισμού Οι βλάβες αυτές οφείλονται σε εξωγενής παράγοντες όπως για παράδειγμα η υψηλή
θερμοκρασία η υπεριώδης ακτινοβολία η ραδιενέργεια η έλλειψη πρώτων υλών (αβιταμίνωση)
κλπ Για παράδειγμα μια πολύ κοινή βλάβη που προκαλείται από την υπεριώδη ακτινοβολία είναι η
μετατροπή δύο γειτονικών βάσεων θυμίνης σε ένα διμερές θυμίνης Τέτοιες αλλαγές προκαλούν τη
μετατόπιση του πλαισίου ανάγνωσης του DNA που με τη σειρά του οδηγεί σε σοβαρά λάθη στις πα‐
ραγόμενες πρωτεΐνες Οι μηχανισμοί που χρησιμοποιούνται για την επιδιόρθωση τέτοιων λαθών
είναι διαφορετικοί από αυτόν που περιγράφθηκε μοιράζονται όμως πολλές διαδικασίες και ένζυμα
καθώς και τη βασική αρχή ότι χρησιμοποιείται ως εκμαγείο ο κλώνος που δεν έχει υποστεί λάθος
Από τα παραπάνω είναι φανερό ότι αν δεν υπήρχαν οι μηχανισμοί επιδιόρθωσης του DNA μια και
μόνο μέρα θα ήταν αρκετή για να συγκεντρώσουμε τόσες μεταλλάξεις στα κύτταρα μας που θα οδη‐
γούμασταν άμεσα στο θάνατο μας Είναι λογικό λοιπόν να υποθέσουμε ότι η φύση εξέλιξε αυτούς
τους μηχανισμούς πολύ νωρίς κατά την ανάπτυξη της ζωής και για το λόγο αυτό απαντώνται σχεδόν
απαράλλακτοι σε όλους τους οργανισμούς
ΠΕΡΙΣΣΟΤΕΡΗ ΑΝ ΑΓ ΝΩ ΣΗ
Κεφ 6 laquoDNAraquo από Alberts B Bray D Johnson A Lewis J Raff M Roberts K et al (2000) Βασι‐
κές Αρχές Κυτταρικής Βιολογίας Εισαγωγή στη Μοριακή Βιολογία του Κυττάρου (Χ Ζιούδρου Με‐
ταφ) Αθήνα Ιατρικές Εκδόσεις ΠΧ Πασχαλίδη
ΠΡΟΑΙΡΕΤΙΚΗ ΑΝΑΓΝΩΣΗ (ΣΤΑ ΑΓΓΛΙΚΑ)
Θέμα Πηγή
Δρεπανοκυτταρική αναιμία httpenwikipediaorgwikiSickle_cell_anemia
Επιδιόρθωση του DNA httpenwikipediaorgwikiDNA_repair
Μετάλλαξη httpenwikipediaorgwikiMutation
Σύστημα επιδιόρθωσης των αταί‐
ριαστων βάσεων του DNAhttpenwikipediaorgwikiMismatch_repair
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 3647
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 3747
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 3847
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 3947
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 4047
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 4147
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 4247
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 4347
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 4447
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 4547
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 4647
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 4747
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 3347
$amp()micro micro)+ )-+ )012+
micro$amp (ampamp()micro+amp) -+amp)
+amp)+012micro+amp3 -+amp3
DNA amp)micro(45 4+6
amp+ (ampamp()micro+amp -+amp (07 20 DNA
(0micro45
(68+5 amp)
)+920 micro
microamp+amp3 -+amp)3
RNA 0+573
micro7micro Okazaki
045 amp) DNA
micro$amp 1)(5micro2+amp) -+amp)
+amp)+012micro+amp3 -+amp3
DNA amp)micro(45 4+6 amp+ 1)(5micro2+amp -+amp
(micro03 ampamp5(-+0 5 +15 +3 micro7microamp3 Okazaki)
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 3447
Ε Ι Σ Α Γ Ω Γ Η Σ Τ Ι Σ Σ Υ Γ Χ Ρ Ο Ν Ε Σ Β Ι Ο Λ Ο Γ Ι Κ Ε Σ
Ε Π Ι Σ Τ Η Μ Ε Σ ΕΠΙΔΙΟΡΘΩΣΗ ΤΟΥ DN A
(05 ΟΚΤΩΒΡΙΟΥ 2007)
Στις προηγούμενες διαλέξεις είδαμε ότι η αντιγραφή διαθέτει τις κατάλληλες ασφαλιστικές δικλίδες
για την αποφυγή εισαγωγής λαθών μέσα στο DNA Ωστόσο ακόμα και με όλες αυτές τις προφυλά‐
ξεις από τη μεριά του κύτταρου είναι δυνατόν να συμβούν λάθη όπως για παράδειγμα η τοποθέ‐
τηση λάθος βάσης απέναντι σε μία άλλη (πχ G απέναντι από A) Τέτοια λάθη είναι εξαιρετικά σπά‐
νια (1 λάθος ανά 107 αντιγραφόμενα νουκλεοτίδια) και συνήθως δεν προκαλούν σοβαρά προβλήμα‐
τα στα κύτταρα (για λόγους που θα δούμε όταν μελετήσουμε τη μεταγραφή και τη μετάφραση του
γεν υλικού) Όμως υπάρχει πάντα η πιθανότητα μια μετάλλαξη (μόνιμη αλλαγή) του DNA όσο α‐
πλή και αν είναι να προκαλέσει σοβαρά προβλήματα στην επιβίωση ενός οργανισμού Ένα τέτοιο
πολύ κοινό παράδειγμα είναι η μετάλλαξη που προκαλεί τη δρεπανοκυτταρική αναιμία Πρόκειται
για τη μεταβολή ενός μόνου νουκλεοτιδίου από αδενίνη σε θυμίνη στο γονίδιο της β‐σφαιρίνης που
προκαλεί την παραγωγή ελαττωματικής πρωτεΐνης Αν ένα άτομο έχει κληρονομήσει 2 τέτοια μεταλ‐
λαγμένα γονίδια (ένα από κάθε γονέα) τότε όλη η αιμοσφαιρίνη του αίματος του είναι δυσλειτουρ‐
γική με αποτέλεσμα τον θάνατο Στην περίπτωση που έχει μόνο το ένα από τα δύο γονίδια μεταλ‐
λαγμένο τότε το άτομο αυτό έστω και με κάποια προβλήματα θα μπορέσει να έχει μια φυσιολογική
ζωή
Μια άλλη ασθένεια στην οποία διαδραματίζουν καθοριστικό ρόλο οι μεταλλάξεις είναι ο καρκίνος
Κατά τη διάρκεια της ζωής ενός ανθρώπου δημιουργούνται και συσσωρεύονται μεταλλάξεις στα
σωματικά κύτταρα του ανθρώπου και μπορεί να τύχει κάποιες από αυτές τις μεταλλάξεις να είναι σεγονίδια του κυτταρικού κύκλου Όσο μεγαλύτερο είναι ένα άτομο σε ηλικία τόσες μεγαλύτερες είναι
οι πιθανότητες να έχει συσσωρεύσει μια σειρά από μεταλλάξεις στα σωματικά του κύτταρα που θα
του προκαλέσουν καρκίνο Μάλιστα διάφορες έρευνες δείχνουν ότι οι πιθανότητες να εμφανίσει
κάποιος καρκίνο αυξάνουν εκθετικά με την ηλικία
Τελικά αυτό που συμβαίνει είναι ότι παρόλο που τα λάθη στην αντιγραφή του DNA είναι εξαιρετικά
σπάνια ο αριθμός των αντιγραφών που γίνονται σε ένα πολύπλοκο ευκαρυωτικό οργανισμό είναι
τόσος μεγάλος που αναπόφευκτα θα συσσωρευτεί ένας μεγάλος αριθμός από μεταλλάξεις στα σω‐
ματικά κύτταρα Για το λόγο αυτό όλα τα κύτταρα έχουν αποκτήσει ένα περίτεχνο σύνολο μηχανι‐
σμών μέσω των οποίων ελαττώνουν (περίπου κατά 100 φορές) τον αριθμό των μεταλλάξεων που
συμβαίνουν στο DNA τους Όλοι οι διαφορετικοί μηχανισμοί που έχουν ως σκοπό την απαλοιφή των
λαθών που γίνονται κατά την αντιγραφή περιγράφονται συλλογικά με τον όρο μηχανισμοί επιδιόρ‐θωσης του DNA
Ο βασικότερος μηχανισμός απαλοιφής λαθών ονομάζεται σύστημα επιδιόρθωσης των αταίριαστων
βάσεων του DNA και όπως φανερώνει το όνομά του η λειτουργία του είναι να αναγνωρίζει και να
διορθώνει τα αταίριαστα νουκλεοτίδια στον καινούργιο κλώνο του DNA Η διαδικασία της αναγνώ‐
ρισης του σωστού κλώνου είναι ίσως η πιο δύσκολη και σίγουρα η σημαντικότερη για τη σωστή επι‐
διόρθωση Αν το γονεϊκό κύτταρο δεν επιδιορθώσει τον μεταλλαγμένο κλώνο τότε το θυγατρικό κύτ‐
ταρο θα περιέχει μια μετάλλαξη ενώ το γονεϊκό καμία αν όμως το κύτταρο επιδιορθώσει τον λάθος
κλώνο (δηλ τον κλώνο εκμαγείο) τότε το αποτέλεσμα θα είναι να υπάρχει η μετάλλαξη και στους
δύο κλώνους και συνεπώς και σε όλα τα κύτταρα που θα δημιουργηθούν στο εξής Επομένως η επι‐
διόρθωση του λάθος κλώνου επιφέρει χειρότερα αποτελέσματα από ότι το ίδιο το λάθος εξαρχής Αν
και δεν είναι ακόμα γνωστός ο τρόπος με τον οποίο το σύστημα επιδιόρθωσης των αταίριαστων ζευ‐
γών αναγνωρίζει το νεοσυντιθέμενο κλώνο φαίνεται ότι οι νεοσυντιθέμενοι κλώνοι (τόσο ο προπο‐
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 3547
ρευόμενος όσο και ο καθυστερημένος) υφίσταται εγκοπές που καθοδηγούν το μηχανισμό στην ανα‐
γνώρισή τους
Όσον αφορά τη ίδια τη διαδικασία της επιδιόρθωσης αυτή πραγματοποιείται σε τρία βασικά στάδια
Κατά το πρώτο στάδιο κόβεται και αφαιρείται η λάθος βάση από το νεοσυντιθέμενο κλώνο με τη
βοήθεια μιας νουκλεάσης Στο 2ο στάδιο μια DNA πολυμεράση αναλαμβάνει να καλύψει το κενό που
δημιουργήθηκε χρησιμοποιώντας ως εκμαγείο τον σωστό κλώνο ενώ τη δουλειά τελειώνει στο 3ο
στάδιο μια DNA λιγάση που συνενώνει το κενό στο σκελετό του σακχαρο ‐φωσφορικού σκελετού του
νεοσυντιθέμενου κλώνου Είναι φανερό ότι η διαδικασία της επιδιόρθωσης μοιράζεται πολλούς μη‐
χανισμούς και ένζυμα με την αντιγραφή με τον τρόπο αυτό το κύτταρο χρησιμοποιεί ένζυμα τα ο‐
ποία είναι εξελιγμένα να συνθέτουν DNA με μεγάλη ακρίβεια ενώ συγχρόνως κάνει και οικονομία
πρώτων υλών
Βέβαια δεν οφείλονται όλα τα λάθη του DNA στο λάθος ταίριασμα βάσεων κατά την αντιγραφή Α‐
κόμα και όταν το DNA δεν αντιγράφεται υφίσταται συνεχώς βλάβες όπως και κάθε άλλο μόριο ενός
οργανισμού Οι βλάβες αυτές οφείλονται σε εξωγενής παράγοντες όπως για παράδειγμα η υψηλή
θερμοκρασία η υπεριώδης ακτινοβολία η ραδιενέργεια η έλλειψη πρώτων υλών (αβιταμίνωση)
κλπ Για παράδειγμα μια πολύ κοινή βλάβη που προκαλείται από την υπεριώδη ακτινοβολία είναι η
μετατροπή δύο γειτονικών βάσεων θυμίνης σε ένα διμερές θυμίνης Τέτοιες αλλαγές προκαλούν τη
μετατόπιση του πλαισίου ανάγνωσης του DNA που με τη σειρά του οδηγεί σε σοβαρά λάθη στις πα‐
ραγόμενες πρωτεΐνες Οι μηχανισμοί που χρησιμοποιούνται για την επιδιόρθωση τέτοιων λαθών
είναι διαφορετικοί από αυτόν που περιγράφθηκε μοιράζονται όμως πολλές διαδικασίες και ένζυμα
καθώς και τη βασική αρχή ότι χρησιμοποιείται ως εκμαγείο ο κλώνος που δεν έχει υποστεί λάθος
Από τα παραπάνω είναι φανερό ότι αν δεν υπήρχαν οι μηχανισμοί επιδιόρθωσης του DNA μια και
μόνο μέρα θα ήταν αρκετή για να συγκεντρώσουμε τόσες μεταλλάξεις στα κύτταρα μας που θα οδη‐
γούμασταν άμεσα στο θάνατο μας Είναι λογικό λοιπόν να υποθέσουμε ότι η φύση εξέλιξε αυτούς
τους μηχανισμούς πολύ νωρίς κατά την ανάπτυξη της ζωής και για το λόγο αυτό απαντώνται σχεδόν
απαράλλακτοι σε όλους τους οργανισμούς
ΠΕΡΙΣΣΟΤΕΡΗ ΑΝ ΑΓ ΝΩ ΣΗ
Κεφ 6 laquoDNAraquo από Alberts B Bray D Johnson A Lewis J Raff M Roberts K et al (2000) Βασι‐
κές Αρχές Κυτταρικής Βιολογίας Εισαγωγή στη Μοριακή Βιολογία του Κυττάρου (Χ Ζιούδρου Με‐
ταφ) Αθήνα Ιατρικές Εκδόσεις ΠΧ Πασχαλίδη
ΠΡΟΑΙΡΕΤΙΚΗ ΑΝΑΓΝΩΣΗ (ΣΤΑ ΑΓΓΛΙΚΑ)
Θέμα Πηγή
Δρεπανοκυτταρική αναιμία httpenwikipediaorgwikiSickle_cell_anemia
Επιδιόρθωση του DNA httpenwikipediaorgwikiDNA_repair
Μετάλλαξη httpenwikipediaorgwikiMutation
Σύστημα επιδιόρθωσης των αταί‐
ριαστων βάσεων του DNAhttpenwikipediaorgwikiMismatch_repair
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 3647
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 3747
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 3847
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 3947
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 4047
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 4147
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 4247
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 4347
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 4447
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 4547
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 4647
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 4747
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 3447
Ε Ι Σ Α Γ Ω Γ Η Σ Τ Ι Σ Σ Υ Γ Χ Ρ Ο Ν Ε Σ Β Ι Ο Λ Ο Γ Ι Κ Ε Σ
Ε Π Ι Σ Τ Η Μ Ε Σ ΕΠΙΔΙΟΡΘΩΣΗ ΤΟΥ DN A
(05 ΟΚΤΩΒΡΙΟΥ 2007)
Στις προηγούμενες διαλέξεις είδαμε ότι η αντιγραφή διαθέτει τις κατάλληλες ασφαλιστικές δικλίδες
για την αποφυγή εισαγωγής λαθών μέσα στο DNA Ωστόσο ακόμα και με όλες αυτές τις προφυλά‐
ξεις από τη μεριά του κύτταρου είναι δυνατόν να συμβούν λάθη όπως για παράδειγμα η τοποθέ‐
τηση λάθος βάσης απέναντι σε μία άλλη (πχ G απέναντι από A) Τέτοια λάθη είναι εξαιρετικά σπά‐
νια (1 λάθος ανά 107 αντιγραφόμενα νουκλεοτίδια) και συνήθως δεν προκαλούν σοβαρά προβλήμα‐
τα στα κύτταρα (για λόγους που θα δούμε όταν μελετήσουμε τη μεταγραφή και τη μετάφραση του
γεν υλικού) Όμως υπάρχει πάντα η πιθανότητα μια μετάλλαξη (μόνιμη αλλαγή) του DNA όσο α‐
πλή και αν είναι να προκαλέσει σοβαρά προβλήματα στην επιβίωση ενός οργανισμού Ένα τέτοιο
πολύ κοινό παράδειγμα είναι η μετάλλαξη που προκαλεί τη δρεπανοκυτταρική αναιμία Πρόκειται
για τη μεταβολή ενός μόνου νουκλεοτιδίου από αδενίνη σε θυμίνη στο γονίδιο της β‐σφαιρίνης που
προκαλεί την παραγωγή ελαττωματικής πρωτεΐνης Αν ένα άτομο έχει κληρονομήσει 2 τέτοια μεταλ‐
λαγμένα γονίδια (ένα από κάθε γονέα) τότε όλη η αιμοσφαιρίνη του αίματος του είναι δυσλειτουρ‐
γική με αποτέλεσμα τον θάνατο Στην περίπτωση που έχει μόνο το ένα από τα δύο γονίδια μεταλ‐
λαγμένο τότε το άτομο αυτό έστω και με κάποια προβλήματα θα μπορέσει να έχει μια φυσιολογική
ζωή
Μια άλλη ασθένεια στην οποία διαδραματίζουν καθοριστικό ρόλο οι μεταλλάξεις είναι ο καρκίνος
Κατά τη διάρκεια της ζωής ενός ανθρώπου δημιουργούνται και συσσωρεύονται μεταλλάξεις στα
σωματικά κύτταρα του ανθρώπου και μπορεί να τύχει κάποιες από αυτές τις μεταλλάξεις να είναι σεγονίδια του κυτταρικού κύκλου Όσο μεγαλύτερο είναι ένα άτομο σε ηλικία τόσες μεγαλύτερες είναι
οι πιθανότητες να έχει συσσωρεύσει μια σειρά από μεταλλάξεις στα σωματικά του κύτταρα που θα
του προκαλέσουν καρκίνο Μάλιστα διάφορες έρευνες δείχνουν ότι οι πιθανότητες να εμφανίσει
κάποιος καρκίνο αυξάνουν εκθετικά με την ηλικία
Τελικά αυτό που συμβαίνει είναι ότι παρόλο που τα λάθη στην αντιγραφή του DNA είναι εξαιρετικά
σπάνια ο αριθμός των αντιγραφών που γίνονται σε ένα πολύπλοκο ευκαρυωτικό οργανισμό είναι
τόσος μεγάλος που αναπόφευκτα θα συσσωρευτεί ένας μεγάλος αριθμός από μεταλλάξεις στα σω‐
ματικά κύτταρα Για το λόγο αυτό όλα τα κύτταρα έχουν αποκτήσει ένα περίτεχνο σύνολο μηχανι‐
σμών μέσω των οποίων ελαττώνουν (περίπου κατά 100 φορές) τον αριθμό των μεταλλάξεων που
συμβαίνουν στο DNA τους Όλοι οι διαφορετικοί μηχανισμοί που έχουν ως σκοπό την απαλοιφή των
λαθών που γίνονται κατά την αντιγραφή περιγράφονται συλλογικά με τον όρο μηχανισμοί επιδιόρ‐θωσης του DNA
Ο βασικότερος μηχανισμός απαλοιφής λαθών ονομάζεται σύστημα επιδιόρθωσης των αταίριαστων
βάσεων του DNA και όπως φανερώνει το όνομά του η λειτουργία του είναι να αναγνωρίζει και να
διορθώνει τα αταίριαστα νουκλεοτίδια στον καινούργιο κλώνο του DNA Η διαδικασία της αναγνώ‐
ρισης του σωστού κλώνου είναι ίσως η πιο δύσκολη και σίγουρα η σημαντικότερη για τη σωστή επι‐
διόρθωση Αν το γονεϊκό κύτταρο δεν επιδιορθώσει τον μεταλλαγμένο κλώνο τότε το θυγατρικό κύτ‐
ταρο θα περιέχει μια μετάλλαξη ενώ το γονεϊκό καμία αν όμως το κύτταρο επιδιορθώσει τον λάθος
κλώνο (δηλ τον κλώνο εκμαγείο) τότε το αποτέλεσμα θα είναι να υπάρχει η μετάλλαξη και στους
δύο κλώνους και συνεπώς και σε όλα τα κύτταρα που θα δημιουργηθούν στο εξής Επομένως η επι‐
διόρθωση του λάθος κλώνου επιφέρει χειρότερα αποτελέσματα από ότι το ίδιο το λάθος εξαρχής Αν
και δεν είναι ακόμα γνωστός ο τρόπος με τον οποίο το σύστημα επιδιόρθωσης των αταίριαστων ζευ‐
γών αναγνωρίζει το νεοσυντιθέμενο κλώνο φαίνεται ότι οι νεοσυντιθέμενοι κλώνοι (τόσο ο προπο‐
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 3547
ρευόμενος όσο και ο καθυστερημένος) υφίσταται εγκοπές που καθοδηγούν το μηχανισμό στην ανα‐
γνώρισή τους
Όσον αφορά τη ίδια τη διαδικασία της επιδιόρθωσης αυτή πραγματοποιείται σε τρία βασικά στάδια
Κατά το πρώτο στάδιο κόβεται και αφαιρείται η λάθος βάση από το νεοσυντιθέμενο κλώνο με τη
βοήθεια μιας νουκλεάσης Στο 2ο στάδιο μια DNA πολυμεράση αναλαμβάνει να καλύψει το κενό που
δημιουργήθηκε χρησιμοποιώντας ως εκμαγείο τον σωστό κλώνο ενώ τη δουλειά τελειώνει στο 3ο
στάδιο μια DNA λιγάση που συνενώνει το κενό στο σκελετό του σακχαρο ‐φωσφορικού σκελετού του
νεοσυντιθέμενου κλώνου Είναι φανερό ότι η διαδικασία της επιδιόρθωσης μοιράζεται πολλούς μη‐
χανισμούς και ένζυμα με την αντιγραφή με τον τρόπο αυτό το κύτταρο χρησιμοποιεί ένζυμα τα ο‐
ποία είναι εξελιγμένα να συνθέτουν DNA με μεγάλη ακρίβεια ενώ συγχρόνως κάνει και οικονομία
πρώτων υλών
Βέβαια δεν οφείλονται όλα τα λάθη του DNA στο λάθος ταίριασμα βάσεων κατά την αντιγραφή Α‐
κόμα και όταν το DNA δεν αντιγράφεται υφίσταται συνεχώς βλάβες όπως και κάθε άλλο μόριο ενός
οργανισμού Οι βλάβες αυτές οφείλονται σε εξωγενής παράγοντες όπως για παράδειγμα η υψηλή
θερμοκρασία η υπεριώδης ακτινοβολία η ραδιενέργεια η έλλειψη πρώτων υλών (αβιταμίνωση)
κλπ Για παράδειγμα μια πολύ κοινή βλάβη που προκαλείται από την υπεριώδη ακτινοβολία είναι η
μετατροπή δύο γειτονικών βάσεων θυμίνης σε ένα διμερές θυμίνης Τέτοιες αλλαγές προκαλούν τη
μετατόπιση του πλαισίου ανάγνωσης του DNA που με τη σειρά του οδηγεί σε σοβαρά λάθη στις πα‐
ραγόμενες πρωτεΐνες Οι μηχανισμοί που χρησιμοποιούνται για την επιδιόρθωση τέτοιων λαθών
είναι διαφορετικοί από αυτόν που περιγράφθηκε μοιράζονται όμως πολλές διαδικασίες και ένζυμα
καθώς και τη βασική αρχή ότι χρησιμοποιείται ως εκμαγείο ο κλώνος που δεν έχει υποστεί λάθος
Από τα παραπάνω είναι φανερό ότι αν δεν υπήρχαν οι μηχανισμοί επιδιόρθωσης του DNA μια και
μόνο μέρα θα ήταν αρκετή για να συγκεντρώσουμε τόσες μεταλλάξεις στα κύτταρα μας που θα οδη‐
γούμασταν άμεσα στο θάνατο μας Είναι λογικό λοιπόν να υποθέσουμε ότι η φύση εξέλιξε αυτούς
τους μηχανισμούς πολύ νωρίς κατά την ανάπτυξη της ζωής και για το λόγο αυτό απαντώνται σχεδόν
απαράλλακτοι σε όλους τους οργανισμούς
ΠΕΡΙΣΣΟΤΕΡΗ ΑΝ ΑΓ ΝΩ ΣΗ
Κεφ 6 laquoDNAraquo από Alberts B Bray D Johnson A Lewis J Raff M Roberts K et al (2000) Βασι‐
κές Αρχές Κυτταρικής Βιολογίας Εισαγωγή στη Μοριακή Βιολογία του Κυττάρου (Χ Ζιούδρου Με‐
ταφ) Αθήνα Ιατρικές Εκδόσεις ΠΧ Πασχαλίδη
ΠΡΟΑΙΡΕΤΙΚΗ ΑΝΑΓΝΩΣΗ (ΣΤΑ ΑΓΓΛΙΚΑ)
Θέμα Πηγή
Δρεπανοκυτταρική αναιμία httpenwikipediaorgwikiSickle_cell_anemia
Επιδιόρθωση του DNA httpenwikipediaorgwikiDNA_repair
Μετάλλαξη httpenwikipediaorgwikiMutation
Σύστημα επιδιόρθωσης των αταί‐
ριαστων βάσεων του DNAhttpenwikipediaorgwikiMismatch_repair
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 3647
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 3747
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 3847
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 3947
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 4047
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 4147
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 4247
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 4347
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 4447
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 4547
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 4647
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 4747
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 3547
ρευόμενος όσο και ο καθυστερημένος) υφίσταται εγκοπές που καθοδηγούν το μηχανισμό στην ανα‐
γνώρισή τους
Όσον αφορά τη ίδια τη διαδικασία της επιδιόρθωσης αυτή πραγματοποιείται σε τρία βασικά στάδια
Κατά το πρώτο στάδιο κόβεται και αφαιρείται η λάθος βάση από το νεοσυντιθέμενο κλώνο με τη
βοήθεια μιας νουκλεάσης Στο 2ο στάδιο μια DNA πολυμεράση αναλαμβάνει να καλύψει το κενό που
δημιουργήθηκε χρησιμοποιώντας ως εκμαγείο τον σωστό κλώνο ενώ τη δουλειά τελειώνει στο 3ο
στάδιο μια DNA λιγάση που συνενώνει το κενό στο σκελετό του σακχαρο ‐φωσφορικού σκελετού του
νεοσυντιθέμενου κλώνου Είναι φανερό ότι η διαδικασία της επιδιόρθωσης μοιράζεται πολλούς μη‐
χανισμούς και ένζυμα με την αντιγραφή με τον τρόπο αυτό το κύτταρο χρησιμοποιεί ένζυμα τα ο‐
ποία είναι εξελιγμένα να συνθέτουν DNA με μεγάλη ακρίβεια ενώ συγχρόνως κάνει και οικονομία
πρώτων υλών
Βέβαια δεν οφείλονται όλα τα λάθη του DNA στο λάθος ταίριασμα βάσεων κατά την αντιγραφή Α‐
κόμα και όταν το DNA δεν αντιγράφεται υφίσταται συνεχώς βλάβες όπως και κάθε άλλο μόριο ενός
οργανισμού Οι βλάβες αυτές οφείλονται σε εξωγενής παράγοντες όπως για παράδειγμα η υψηλή
θερμοκρασία η υπεριώδης ακτινοβολία η ραδιενέργεια η έλλειψη πρώτων υλών (αβιταμίνωση)
κλπ Για παράδειγμα μια πολύ κοινή βλάβη που προκαλείται από την υπεριώδη ακτινοβολία είναι η
μετατροπή δύο γειτονικών βάσεων θυμίνης σε ένα διμερές θυμίνης Τέτοιες αλλαγές προκαλούν τη
μετατόπιση του πλαισίου ανάγνωσης του DNA που με τη σειρά του οδηγεί σε σοβαρά λάθη στις πα‐
ραγόμενες πρωτεΐνες Οι μηχανισμοί που χρησιμοποιούνται για την επιδιόρθωση τέτοιων λαθών
είναι διαφορετικοί από αυτόν που περιγράφθηκε μοιράζονται όμως πολλές διαδικασίες και ένζυμα
καθώς και τη βασική αρχή ότι χρησιμοποιείται ως εκμαγείο ο κλώνος που δεν έχει υποστεί λάθος
Από τα παραπάνω είναι φανερό ότι αν δεν υπήρχαν οι μηχανισμοί επιδιόρθωσης του DNA μια και
μόνο μέρα θα ήταν αρκετή για να συγκεντρώσουμε τόσες μεταλλάξεις στα κύτταρα μας που θα οδη‐
γούμασταν άμεσα στο θάνατο μας Είναι λογικό λοιπόν να υποθέσουμε ότι η φύση εξέλιξε αυτούς
τους μηχανισμούς πολύ νωρίς κατά την ανάπτυξη της ζωής και για το λόγο αυτό απαντώνται σχεδόν
απαράλλακτοι σε όλους τους οργανισμούς
ΠΕΡΙΣΣΟΤΕΡΗ ΑΝ ΑΓ ΝΩ ΣΗ
Κεφ 6 laquoDNAraquo από Alberts B Bray D Johnson A Lewis J Raff M Roberts K et al (2000) Βασι‐
κές Αρχές Κυτταρικής Βιολογίας Εισαγωγή στη Μοριακή Βιολογία του Κυττάρου (Χ Ζιούδρου Με‐
ταφ) Αθήνα Ιατρικές Εκδόσεις ΠΧ Πασχαλίδη
ΠΡΟΑΙΡΕΤΙΚΗ ΑΝΑΓΝΩΣΗ (ΣΤΑ ΑΓΓΛΙΚΑ)
Θέμα Πηγή
Δρεπανοκυτταρική αναιμία httpenwikipediaorgwikiSickle_cell_anemia
Επιδιόρθωση του DNA httpenwikipediaorgwikiDNA_repair
Μετάλλαξη httpenwikipediaorgwikiMutation
Σύστημα επιδιόρθωσης των αταί‐
ριαστων βάσεων του DNAhttpenwikipediaorgwikiMismatch_repair
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 3647
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 3747
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 3847
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 3947
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 4047
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 4147
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 4247
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 4347
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 4447
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 4547
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 4647
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 4747
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 3647
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 3747
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 3847
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 3947
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 4047
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 4147
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 4247
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 4347
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 4447
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 4547
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 4647
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 4747
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 3747
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 3847
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 3947
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 4047
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 4147
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 4247
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 4347
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 4447
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 4547
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 4647
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 4747
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 3847
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 3947
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 4047
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 4147
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 4247
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 4347
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 4447
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 4547
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 4647
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 4747
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 3947
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 4047
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 4147
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 4247
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 4347
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 4447
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 4547
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 4647
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 4747
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 4047
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 4147
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 4247
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 4347
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 4447
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 4547
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 4647
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 4747
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 4147
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 4247
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 4347
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 4447
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 4547
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 4647
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 4747
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 4247
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 4347
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 4447
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 4547
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 4647
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 4747
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 4347
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 4447
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 4547
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 4647
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 4747
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 4447
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 4547
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 4647
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 4747
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 4547
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 4647
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 4747
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 4647
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 4747
7272019 Medical Biology Notes
httpslidepdfcomreaderfullmedical-biology-notes 4747