Το DNA σε ένα και μόνο από τα κύτταρά σου
υφίσταται βλάβες δεκάδες χιλιάδες φορές κάθε μέρα.
Πολλαπλασίασε αυτό με τα 100 τρις εκατομμύρια περίπου κύτταρα του σώματος,
και έχεις ένας πεντάκις εκατομμύριο λαθών στο DNA κάθε μέρα.
Και, επειδή το DNA παρέχει το προσχέδιο
για τις πρωτεΐνες που τα κυτταρά σου χρειάζονται για να λειτουργήσουν,
οι βλάβες μπορεί να προκαλέσουν σοβαρά προβλήματα, όπως καρκίνο.
Τα λάθη μπορεί να έχουν διάφορες μορφές.
Κάποιες φορές τα νουκλεοτίδια, τα δομικά στοιχεία του DNA υφίστανται βλάβες,
άλλες φορές τα νουκλεοτίδια ζευγαρώνουν με λάθος τρόπο,
προκαλώντας μεταλλάξεις,
και οι εγκοπές στη μία ή στις δύο αλυσίδες μπορεί να παρέμβουν στην αντιγραφή του DNA
ή ακόμα και να κάνουν τμήματα του DNA να ανακατευτούν μεταξύ τους.
Ευτυχώς, τα κύτταρά σου έχουν τρόπους να διορθώσουν τα πιο πολλά τέτοια προβλήματα
τις περισσότερες φορές.
Όλα αυτά τα μονοπάτια επιδιόρθωσης βασίζονται σε εξειδικευμένα ένζυμα.
Διαφορετικά ένζυμα αποκρίνονται σε διαφορετικού είδους βλάβες.
Ένα συχνό λάθος είναι οι αταίριαστες βάσεις.
Κάθε νουκλεοτίδιο περιέχει μία βάση,
και κατά την αντιγραφή το DNA
το ένζυμο DNA πολυμεράση πρέπει να φέρει τη σωστή βάση
ώστε να ζευγαρώσει με κάθε βάση της αλυσίδας-πρότυπο που αντιγράφεται.
Η αδενίνη με θυμίνη και η γουανίνη με κυτοσίνη.
Αλλά περίπου μία φορά σε κάθε εκατό χιλιάδες προσθήκες,
κάνει ένα λάθος.
Το ένζυμο καταλαβαίνει τα περισσότερα λάθη αμέσως
αποκόβει μερικά νουκλεοτίδια και τα αντικαθιστά με τα σωστά.
Και για την περίπτωση που μερικά ξεφύγουν,
μια δεύτερη ομάδα πρωτεϊνών ακολουθεί για να ελέγξει.
Αν βρουν κάτι αταίριαστο,
κόβουν το λάθος νουκλεοτίδιο και το αντικαθιστούν.
Αυτό λέγεται επιδιόρθωση αταίριαστου ζεύγους.
Μαζί, τα δύο αυτά συστήματα μειώνουν τον αριθμό λαθών αταίριαστων βάσεων
σε περίπου ένα στο ένα εκατομμύριο.
Αλλά το DNA μπορεί να υποστεί βλάβες και μετά το διπλασιασμό.
Πολλά διαφορετικά μόρια μπορεί να αλλάξουν χημικά τα νουκλεοτίδια.
Κάποια από αυτά προέρχονται από το περιβάλλον,
όπως σύμπλοκα που υπάρχουν στον καπνό.
Άλλα όμως είναι μόρια που βρίσκονται φυσικά στα κύτταρα,
όπως το υπεροξείδιο του υδρογόνου.
Κάποιες χημικές αλλαγές είναι τόσο συνηθισμένες
που υπάρχουν συγκεκριμένα ένζυμα με σκοπό τους να διορθώσουν τη βλάβη.
Αλλά το κύτταρο διαθέτει και πιο γενικά μονοπάτια επιδιόρθωσης.
Αν μία μόνο βάση καταστραφεί,
μπορεί συνήθως να επιδιορθωθεί με μια διαδικασία που ονομάζεται εκτομή βάσης.
Ένα ένζυμο κόβει την κατεστραμμένη βάση,
ενώ άλλα ένζυμα κόβουν στην περιοχή και αντικαθιστούν τα νουκλεοτίδια.
Οι ακτίνες UV προκαλούν καταστροφή που είναι δυσκολότερο να επιδιορθωθεί.
Κάποιες φορές, κάνει δύο γειτονικά νουκλεοτίδια να ενωθούν,
παραμορφώνοντας τη δομή της δίκλωνης έλικας του DNA.
Τέτοια βλάβη απαιτεί μια πιο πολύπλοκη διαδικασία,
την επιδιόρθωση εκτομής νουκλεοτιδίου.
Μια ομάδα πρωτεϊνών αφαιρεί μια αλυσίδα 24 περίπου νουκλεοτιδίων,
και τα αντικαθιστά με καινούρια.
Υψηλής συχνότητας ακτινοβολία, όπως γ ή X,
προκαλεί διαφορετικού τύπου βλάβη.
Μπορεί να καταστρέψει έναν ή δύο κλώνους της ραχοκοκκαλιάς του DNA.
Οι ρήξεις της δίκλωνης έλικας είναι οι πιο επικίνδυνες βλάβες.
Μία και μόνο μπορεί να προκαλέσει κυτταρικό θάνατο.
Τα δύο πιο συνηθισμένα μονοπάτια επιδιόρθωσης δίκλωνων ρήξεων
είναι ο ομόλογος ανασυνδυασμός και η μη ομόλογη σύνδεση άκρων.
Ο ομόλογος ανασυνδυασμός χρησιμοποιεί ως πρότυπο μια παρόμοια περιοχή ανέπαφου DNA.
Ένζυμα φέρνουν κοντά τους κατεστραμμένους με τους ανέπαφους κλώνους,
ώστε να ανταλλάξουν ακολουθίες νουκλεοτιδίων
και τελικά γεμίζουν τα κενά
έτσι ώστε να καταλήξουν με δύο πλήρη δίκλωνα τμήματα.
Η μη ομόλογη σύνδεση άκρων από την άλλη,
δε βασίζεται σε πρότυπο.
Αντί για αυτό, μια σειρά πρωτεϊνών κόβει μερικά νουκλεοτίδια
και έπειτα ενώνει ξανά τα κομμένα άκρα.
Αυτή η διαδικασία δεν είναι τόσο ακριβής.
Μπορεί να κάνει γονίδια να ανακατευτούν ή να μετακινηθούν.
Είναι όμως χρήσιμη όταν δεν υπάρχει παρόμοιο DNA.
Βέβαια οι αλλαγές στο DNA δεν είναι πάντα κάτι κακό.
Οι ωφέλιμες μεταλλάξεις επιτρέπουν στα είδη να εξελίσσονται.
Συνήθως όμως θέλουμε το DNA να παραμείνει ως έχει.
Ελαττώματα στην επιδιόρθωση του DNA σχετίζονται με πρόωρη γήρανση
και πολλούς τύπους καρκίνου.
Αν λοιπόν ψάχνεις την πηγή της νιότης,
βρίσκεται ήδη και λειτουργεί στα κύτταρά σου,
εκατομμύρια φορές τη μέρα.