たった１つの細胞のDNAでも
１日に何万回もの損傷を受けます
人体の全細胞では その何百兆倍の
百京ものDNAエラーが 毎日起きていることになります
DNAの仕事は 細胞の機能に必要な
タンパク質を作る為の設計図を 提供することなので
DNAの損傷は癌などの 重大な問題を起こします
DNAエラーは様々な形で現れます
時にDNAの構成部分である ヌクレオチドが損傷します
またヌクレオチドのミスマッチが
突然変異を起こすこともあります
一本鎖または二本鎖の欠損部分が DNA複製を妨げたり
数区画のDNAの塩基配列に エラーを生じます
幸いにも 殆どの場合
細胞はこんな問題を 解決する手段を持っています
特別な酵素でこれらを修復します
損傷のタイプにより 異なる酵素が反応します
塩基ミスマッチはよくあることです
１つのヌクレオチドは塩基を１つ持ち
DNA複製中に
DNAポリメラーゼという酵素が マッチする塩基を取り込み
鋳型鎖の上に 塩基配列を 作る事になっています
アデニンとチミンそして グアニンとシトシンという風に
しかし その約10万分の１に
ミスマッチが起こりますが
酵素が 直ちにそのエラーを見つけ出し
誤ったヌクレオチドを 正しいヌクレオチドと入れ替えます
それが修理されずに残った場合
第２のDNA修復酵素が
そのミスマッチを見つけ
誤ったヌクレオチドを 除去し入れ替えます
これがDNA修復です
この２段階のチェックで 塩基対のミスマッチ数は
約10億分の１に減ります
さらにDNAは複製後にも 損傷を受ける可能性があります
多くの分子が影響してヌクレオチドに 化学変化を起こさせるからです
それには環境的な原因もあります
タバコの煙に含まれる物質がその１つです
また細胞内に自然に存在する分子もあり
その１つが過酸化水素です
頻繁に起きる化学的変化の場合
特有の酵素が 損傷を回復させます
また細胞には 一般的な修復過程もあり
１塩基だけの損傷なら
塩基除去修復という過程で是正されます
ある酵素が損傷した塩基を取り除き
他の酵素がその周りを綺麗にして 新しいヌクレオチドに入れ替えます
紫外線からのダメージは 修正がちょっと難しく
２つの隣同士のヌクレオチドが 繋ぎ合ってしまうことがあり
DNAの２重らせん構造を 歪めてしまいます
この様な損傷はもっと複雑な
ヌクレオチド除去修復 という方法が必要となってきます
種々のタンパク質が働きかけ 長い 24ほどのヌクレオチドの鎖を除去し
新しいものと取り替えます
ガンマ線やX線のような高周波放射線は
損傷の仕方が異なり
DNA骨格の鎖に切断を起こします
２本鎖切断が最も危険ですが
一本の切断でも 細胞が死滅する可能性があります
最も一般的な２重鎖切断の修復は
相同組換えと非相同末端結合 と呼ばれる２つの過程で起きます
相同組換えは 同じようなDNAの 損傷していない部分を鋳型として使います
酵素は損傷したDNAと 損傷のないDNAを組み合わせ
ヌクレオチド配列を交換させ
空いた所を埋め
完全な２本鎖にします
一方 非相同末端結合は
鋳型に頼る代わりに
一連のタンパク質が 壊れた先端から
いくつかのヌクレオチドを取り除き 先端同士をを結合します
これは 相同組換えのように 正確ではなく
遺伝子が混同したり 動き回ることがありますが
姉妹染色分体がない時には これが役に立ちます
もちろんDNAの変化は 必ずしも悪いものばかりとは限りません
種を進化をさせる 役に立つ変異もありますが
どちらかと言うと DNAは維持したいものです
DNA修復遺伝子欠損は 早期老化や多くの癌に
関わっています
もし不老の泉をお探しなら
それは あなたの細胞内で 既に起きているのです
毎日 何十億回も