ดีเอ็นเอในเซลล์ของคุณ
ได้รับความเสียหายเป็นหมื่นๆ ครั้งต่อวัน
คูณด้วยจำนวนเซลล์ในร่างกายของคุณ ที่มีอยู่ประมาณร้อยล้านล้านเซลล์
และคุณจะพบว่าดีเอ็นเอเกิดความผิดปกติมากมาย
และเพราะว่าดีเอ็นเอเป็นพิมพ์เขียว
สำหรับโปรตีนที่เซลล์คุณต้องการเพื่อการทำงาน
ความเสียหายนี้ทำให้เกิดปัญหาใหญ่ได้ เช่น มะเร็ง
ความผิดพลาดเกิดขึ้นในหลายรูปแบบ
บางครั้งเป็นที่นิวคลีโอไทด์ ซึ่งเป็นหน่วยสำคัญของดีเอ็นเอ ได้รับความเสียหาย
บางครั้ง นิวคลีโอไทด์ ถูกจับคู่อย่างไม่ถูกต้อง
ซึ่งทำให้เกิดความกลายพันธุ์
และช่องว่างเล็กๆ ในหนึ่ง หรือทั้งสองสาย สามารถรบกวนการเพิ่มจำนวนดีเอ็นเอได้
หรือแม้กระทั่งทำให้เกิดการตัดดีเอ็นเอ เพื่อที่จะให้เกิดการผสมกัน
โชคดี เซลล์ของคุณสามารถที่จะซ่อม ปัญหาส่วนใหญ่ของพวกนี้ ในแบบของมันได้ตลอด
โดยส่วนใหญ่
วิถีการซ่อมแซมเหล่านี้ ขึ้นอยู่กับเอนไซม์จำเพาะ
แต่ละชนิดตอบสนองต่อความเสียหายที่แตกต่างกัน
ความผิดพลาดที่พบบ่อย
แต่ละนิวคลีโอไทด์มีเบส
และในขณะที่ดีเอ็นเอถูกเพิ่มจำนวน
เอนไซม์ดีเอ็นเอโพลีเมอเรส ควรที่จะนำคู่ที่ถูกต้อง
มาเข้าคู่กับทุกๆ เบส ที่อยู่บนสายต้นแบบ
อะดีนีน คู่กับ ไทมีน และกวานีน คู่กับ ไซโตซีน
แต่ประมาณทุกๆ การเติมในหลักแสน
มันจะทำพลาด
เอนไซม์จับผิดได้เกือบจะทันที
และตัดบางส่วนของนิวคลีโอไทด์ และแทนที่พวกมันด้วยอันที่ถูกต้อง
และในกรณีที่มันพลาดไปบ้าง
โปรตีนชุดที่สองตามมาเพื่อทำการตรวจสอบ
ถ้ามันพบการจับคู่ที่ผิด
พวกมันตัดนิวคลีโอไทด์ที่ผิดออก และแทนที่มัน
กระบวนการนี้เรียกว่า การซ่อมการจับคู่ที่ผิด (mismatch repair)
ด้วยกัน สองระบบนี้ลดจำนวนของเบสที่จับคู่ผิด
จนเหลือประมาณ หนึ่งในพันล้าน
แต่ดีเอ็นเอได้รับความเสียหาย หลังจากการเพิ่มจำนวนได้เช่นกัน
โมเลกุลต่างๆ สามารถสร้างความเปลี่ยนแปลงทางเคมี ให้กับนิวคลีโอไทด์ได้
บางโมเลกุล มาจากการสัมผัสสิ่งแวดล้อม
เช่นบางองค์ประกอบในควันยาสูบ
และอย่างอื่น เช่นโมเลกุลที่พบได้ในเซลล์ตามปกติ
เช่นไฮโดรเจน เปอร์ออกซิเดส
ที่การเปลี่ยนแปลงทางเคมีนั้นธรรมดามาก
พวกมันมีเอนไซม์จำเพาะที่ถูกสั่ง ให้ย้อนการทำเสียหายนี้
แต่เซลล์ยังมีวิถีการซ่อมที่ง่ายไปกว่านั้น
ถ้าคุณมีเบสเสียหายไปแค่เบสเดียว
โดยทั่วไป มันสามารถถูกซ่อนได้ โดยกระบวนการที่เรียกว่า การซ่อมเบสที่มีอยู่
เอนไซม์หนึงตัดเอาเบสที่เสียหายออก
และอีกเอนไซม์หนึ่งเข้ามาเล็มรอบๆ บริเวณนั้น และจัดวางนิวคลีโอไทด์
แสงยูวีสามารถทำให้เกิดความเสียหาย ที่ซ่อมได้ยากกว่า
บางครั้ง มันทำให้เกิดสองนิวคลีโอไทด์ที่ใกล้กัน ที่ติดเข้าด้วยกัน
ซึ่งเป็นการทำลายโครงสร้างเกลียวคู่ของดีเอ็นเอ
ความเสียหายเช่นนี้ ต้องการกระบวนการที่ซับซ้อนมากกว่า
ที่เรียกว่า การซ่อมนิวคลีโอไทด์โดยการตัด
กลุ่มของโปรตีนกำจัดนิวคลีโอไทด์สายยาว ประมาณ 24 นิวคลีโอไทด์
และแทนที่มันด้วยอันใหม่
การโดนรังสีความถี่สูงมากๆ เช่นรังสีแกมม่า หรือรังสีเอ็กซ์
ทำให้เกิดการเสียหายที่ต่างออกไป
พวกมันสามารถทำลายโครงสร้างหลักดีเอ็นเอ หนึ่งสาย หรือทั้งสองสายได้
การที่สายคู่หักเป็นสิ่งที่อันตรายที่สุด
เพียงที่เดียวอาจทำให้เซลล์ตายได้
วิถีที่ธรรมดาที่สุดสองวิถี สำหรับการซ่อมสายคู่ที่หัก
ถูกเรียกว่า โฮโมโลกัส รีคอมบิเนชัน และนอน-โฮโมโลกัส เอ็น จอยนิง
โฮโมโลกัส รีคอมบิเนชัน ใช้ส่วนที่ไม่เสียหาย ของดีเอ็นเอที่คล้ายกัน เป็นต้นแบบ
เอนไซม์สานสายที่เสียหายและซ่อมมัน
ทำให้มันแลกเปลียนลำดับของนิวคลีโอไทด์
และท้ายที่สุดก็เติมส่วนที่หายแล้ว
เพื่อให้ได้ส่วนสายคู่ที่สมบูรณ์
นอน-โฮโมโลกัส เอ็น จอยนิง ต่างออกไป
มันไม่ต้องพึ่งพาต้นแบบ
แทนที่จะเป็นอย่างนั้น โปรตีนมากมาย เล็มนิวคลีโอไทด์บางส่วนออก
และจากนั้นก็หลอมรวมปลายที่หักเข้าด้วยกัน
กระบวนการนี้ไม่ได้แม่นยำเสียเท่าไร
มันสามารถทำยีนปะปนกัน หรือเคลื่อนไปได้
แต่มันก็มีประโยชน์ เมื่อดีเอ็นเอที่เป็นคู่กันไม่ได้ปรากฏอยู่
แน่ล่ะ การเปลี่ยนดีเอ็นเอไม่ได้แย่เสมอไป
การกลายพันธุ์ที่เป็นประโยชน์ ทำให้สายพันธุ์มีวิวัฒนาการได้
แต่ส่วนใหญ่แล้ว เราอยากให้ดีเอ็นเอของเราเป็นเหมือนเดิม
ความผิดพลาดในการซ่อมดีเอ็นเอ เกี่ยวข้องกับการแก่ก่อนวัย
และมะเร็งหลายชนิด
ถ้าหากคุณมองหาน้ำพุอายุวัฒนะ
มันมีอยู่แล้วในเซลล์ของคุณ
เป็นพันล้านครั้งต่อวัน