Proofread and Repair Mechanisms

00:01 Da Sie nun alles über Transkription und Translation wissen, möchte ich nun zu genetischen Mutationen und zur DNA-Reparatur sprechen. Die Fähigkeit einer Zelle, ihre DNA zu reparieren, ist entscheidend für ihre Existenz. Am Ende dieser Vorlesung werden Sie in der Lage sein, einige der Mittel der DNA-Reparatur zu beschreiben sowie die Unterscheidung zwischen punktuellen und chromosomalen Mutationen und die Auswirkungen einer Vielzahl verschiedener Mutationstypen kennen.

00:31 Zunächst wollen wir uns ansehen, was eine Mutation ist. Es handelt sich um eine Veränderung der DNA, die durch ein Mutagen verursacht wird, etwas, das Schäden an der DNA verursacht. Es gibt eine Reihe von verschiedene Mutagenen, denen wir ausgesetzt sein können. Sie wissen, dass die Sonne Schäden an der DNA verursachen kann und es gibt weitere wie Strahlung und alle Arten von Chemikalien, die zu Störungen in der DNA führen können, ebenso wie einige Dinge, die wir mit unserer Ernährung zu uns nehmen. Viele Dinge wirken mutagen und schädigen die DNA. Deshalb ist es sehr wichtig, dass wir in der Lage sind, diese Dinge zu beheben. Zunächst einmal aber macht die DNA-Polymerase manchmal Fehler. Gott sei Dank.

01:13 Sie hat 3'- zu 5'-Exonuklease-Aktivität. Was um Himmels willen soll das bedeuten? Das bedeutet, dass die DNA-Polymerase, ich stelle sie mir als einen kleinen Lieferwagen vor, der die DNA abfährt und er fährt zunächst den Musterstrang hinunter oder entlang des Vorlagenstrangs und die Leute, die die Nukleotide auswerfen, die komplementär zum Musterstrang sind, bringen es irgendwie durcheinander und ein Mann an der Heckklappe kontrolliert. Wir fahren also auf 3' und 5'-Strängen und alles ist gut und der Typ an der Heckklappe schreit "Oh! Stop." Wir würden den Wagen zurückfahren und das schlechte Nukleotid herausschneiden und ein gutes Nukleotid an seinen Platz setzen und weiter den DNA-Musterstrang entlang wandern. Zur Reparatur durch Exzision können eine Exonuklease-Aktivität von 3' zu 5' haben, d.h. wir können DNA in der Richtung 3' zu 5' auf dem neu synthetisierten Strang entfernen. Es ist ziemlich cool, dass dieser Selbstkontrollmechanismus die ganze Zeit über stattfindet. Gelegentlich gehen Dinge schief und wir verpassen die Reparatur. Der Typ an der Heckklappe schläft ein, wer weiß, was los war, aber es wird etwas übersehen. Es gibt alle möglichen anderen Mechanismen in der Zelle, die sich um die DNA-Fehler kümmern.

02:38 Sie werden sich erinnern, dass wir schon über Caretaker-Gene und ähnliche Dinge, die die DNA ständig überwachen, gesprochen haben. Eine andere oder die Möglichkeit, wie wir Schäden an der DNA sehen können, ist durch ultraviolette Strahlung. Dies ist ein Mechanismus, der ziemlich gut bekannt ist. Ultraviolettes Licht verursacht Schäden an der DNA, in der wir Thymin haben, das ein Dimer bildet, also dimerisiert es. Sie kleben aneinander und das verursacht eine Beule in der Helix und das ist keine sehr gute Situation. Es gibt ein Enzym, das auftaucht und dafür verantwortlich ist. Es bindet an die beschädigte DNA, die Photolyase genannt wird und Photolyase wird die Reparaturen durchführen. Das Interessante an der Photolyase ist, dass sie abhängig von der Aktivierung durch sichtbares Licht ist. UV-Licht verursacht den Schaden, aber sichtbares Licht verursacht die Reparatur. Eine Verbindung, die ich nicht kenne, aber im Endeffekt wird das Thymin-Dimer gespalten und die Beule wird aus dem DNA-Rückgrat herausgenommen und alles wird durch die Photolyase herausgelöst. Diese Art von Schäden passieren ständig und unser System überprüft ständig die DNA und führt Reparaturen durch.

03:58 Wir können Exzisionsreparaturen an beschädigter DNA durchführen. Wir haben also ein Basenpaar, das durcheinandergeraten ist oder einen Abschnitt von Basen, die durch eine Art Mutagene mutiert sind. Dann kommen Exzisionsreparaturenzyme und spalten Stücke der DNA heraus. Sie schneiden sie an beiden Enden, wo die Dinge verändert wurden und dann kann die DNA-Polymerase die entfernten Nukleotide ersetzen.

04:29 Im Allgemeinen kommt auch die DNA-Polymerase bei der Reparatur von Mutationen ins Spiel. Wirklich ein großartiges System von Kontrollen und Gegenkontrollen, dass die Integrität unserer DNA gewahrt bleibt.