دی.ان.دیِ تنها یکی از سلولهای شما
دهها هزار بار در روز آسیب می بینید.
این را ضربدر صدها تریلیون سلول بدنتان کنید،
روزانه عددی به توان ۱۸مرتبه خطا در دی.ان.ای دارید.
و به دلیل اینکه دی.ان.ای برنامه کاری
برای پروتئینها تهیه میکند که سلولهای شما برای کارکرد نیاز دارند،
آسیب باعث مشکلاتی جدی مانند سرطان میشود.
خطاها به اشکال مختلفی ظاهر میشوند.
گاهی اوقات نوکلئوتیدها یا « واحدهای سازنده دی.ان.ای» آسیب میبینند،
دیگر اوقات نوکلئوتید بطور نادرستی جفت میشوند،
و باعث جهش میشوند،
و شکافهایی در یک یا هر دو رشته ایجاد میکنند که میتواند با تکرارسازی دی.ان.ای تداخل یابد،
یا حتی باعث شود که بخشهایی از دی.ان.ای در هم مخلوط شوند.
خوشبختانه، سلولهای شما همواره راههایی برای بازسازی بیشتر این مشکلات
در اکثر اوقات دارند.
همه روشهای بازسازی تکیه بر آنزیمهای تخصصی دارند.
واکنشهای متفاوت به آسیب متفاوت داده میشود.
یکی ازخطاهای رایج عدم تطابق پایهای هست.
هر نوکلئوتید شامل یک پایه است
و طی همانند سازی دی.ان.ای
آنزیم دی.ان.ای پلیمراز برای داشتن شریک مناسب پشتیبانی میشوند
تا درهر قالب رشته دی.ان.ای با هر پایه جفت شوند.
آدنین با تیمین، و گوانین با سیتوزین.
اما تقریبا در ساخت مجدد در هر صد هزار تا،
یکی از آنها دچار خطا میشود.
آنزیم ها بلافاصله خطا را پیدا میکنند،
چند نوکلئوتید قطع میکنند و نوع درست را جایگزین میکنند.
و برای اینکه مبادا چیزی جا مانده باشد،
مجموعه دوم از پروتئین در دنباله برای بررسی آن میاید.
با پیدا کردن یک عدم تطابق،
آنها نوکلئوتید نادرست را قطع کرده و آن را جایگزین می کنند.
که به این بازسازی عدم تطابق میگویند.
با هم، این دو سیستم را کاهش دهنده تعداد خطاهای عدم تطابق پایه ای میگویند
که حدود یک در یک میلیارد می باشد. (۱/۱٫۰۰۰٫۰۰۰٫۰۰)
اما دی.ان.ای میتواند پس از همانندسازی نیز آسیب ببیند.
بسیاری از مولکولهای مختلف میتوانند تغییرات شیمیایی در نوکلئوتید بوجود آورند.
برخی از آنها به دلیل در محیط قرارگرفتن اتفاق میافتد،
مانند ترکیبات خاصی از دود تنباکو.
اما برخی دیگر در سلولها بطور طبیعی پیدا میشوند،
مانند پرواکسید هیدروژن .
برخی تغییرات شیمیایی چنان متداول هستند
که دارای برخی آنزیمهای اختصاصی برای معکوس کردن آسیبها هستند.
اما سلولها روشهای بازسازی عمومی هم دارند.
اگر تنها یک پایه آسیب ببیند،
معمولا میتواند توسط فرآیندی به نام بازسازی برش پایه ترمیم میشود.
آنزیم میتواند پایه آسیب دیده را بیابد،
وبعد دیگر آنزیمها برای اصلاح اطراف آن و جایگزینی نوکلئوتید میآیند.
آسیب حاصل از نور فرابنفش کمی مشکلتر ترمیم میشوند.
گاهی، باعث میشود که دو نوکلئوتید مجاور به هم بچسبند،
و شکل مارپیچ دوگانه دی.ان.ای به هم بریزد.
آسیبهایی مانند این مستلزم فرآیندی پیچیدهتری
به نام بازسازی برش نوکلئوتید هستند.
مجموعهای از پروتئینها رشته طولانی از ۲۴ یا بیشتر نوکلئوتیدها را بر میدارد
و نوکلئوتیدهای نو را جایگزین آنها میکند.
پرتوهایی با فرکانس بسیار بالا، مانند اشعه گاما و اشعه ایکس،
باعث آسیبهای متفاوت دیگری میشوند.
آنها در واقع قادرند یک یا هر دو رشته دی.ان.ای را قطع کنند.
پاره شدن دو رشته خطرناک ترین آسیب است.
حتی می تواند باعث مرگ سلولی شود.
دو مسیر بسیار شایع برای بازسازی پارگی دو رشته
به نامهای نوترکیبی همولوگ و اتصال انتهای غیرهمولوگ خوانده می شوند.
نوترکیبی همولوگ از یک سالم دی.ان.ای مشابه به عنوان الگو استفاده میکند.
آنزیمها رشتههای آسیب دیده و آسیب ندیده را در هم میبافند،
آنها را به تعویض توالی از نوکلئوتیدها وا میدارند،
و در نهایت شکافهای ایجاد شده را پر می کنند
تا تکههای کامل دو رشتهای را ایجاد کنند.
اتصال انتهای غیرهمولوگ، از سویی دیگر،
بر روی یک الگو تکیه نمی کند.
در عوض، یک سری از پروتئینها چند نوکلئوتید را ترمیم میکنند
و سپس رشته بریده شده را به هم میچسبانند.
این فرایند خیلی دقیق نیست.
میتواند باعث مخلوط شدن ژنها، و یا جابهجایی آنها شود.
اما این روش زمانی مفید است که خواهر دی.ان.ای در دسترس نیست.
البته، تغییر به دی.ان.ای همیشه بد نیست.
جهش مفید می توانید اجازه می دهد یک گونه تکامل یابد.
اما بیشتر اوقات، میخواهیم دی.ان.ای به همان باقی بماند.
نقص در بازسازی دی.ان.ای با با پیری زودرس
و بسیاری از انواع سرطان در ارتباط است.
بنابراین اگر شما به دنبال چشمه جوانی هستید،
آن را همین الان در سلولهایتان
میلیاردها و میلیاردها بار در روز بکار میگیرید.