DNA-reparasjon

Ved DNA syntese skjer korrekturlesingen katalysert av DNA polymerase. Thymindimerer og cyklobutanringer dannet etter UV-bestråling kan repareres ved fotoreaktiveringsenzymer (DNA fotolyaser) som bruker lysenergi (blått lys) til å bryte bindingen som holder de to skadete dimerene sammen.

Baseutkutningsreparasjon skjer ved at enzymet DNA glykosylase bryter glykosidbindingen mellom sukker og basen som er skadet. På stedet som nå sukkeret mangler base (apurin eller apyrimidin sete, AP-sete) kuttes det ut et lite stykke DNA med en AP-endonuklease. DNA polymerase fyller hullet og det hele limes sammen av DNA ligase.

Ved nukleotidutkutningsreparasjon fjernes hele den skadete nukleotiden av en utkutningsnuklease.

Det finnes også DNA-reparasjonsmekanismer som egentlig gjør noe ved selve skaden men omgår den f.eks. rekombinasjonsreparasjon. homolog eller ikke-homolog rekombinasjon Replikasjonsmaskineriet hopper over det skadete stedet og etterlater seg et åpent gap, mens den komplementære tråden replikeres normalt. Etterpå fylles gapet igjen med baser.

Homolog rekombinasjon og reparasjon av DNA-dobbelttrådbrudd

MRN-komplekset som består av proteinene Mre11 (dobbelttrådbruddreparasjonsprotein 11)-RAD50 (DNA-reparasjonsprotein 50)-Nbs1 (nibrin) deltar i startprosessen for reparasjon av dobbelttrådbrudd i DNA. MRN samvirker med C-terminalbindende interagerende protein (CtIP), en nuklease som foretar kutt i dobbelttrådendene og danner 3’-enkelttrådet DNA. DNA-halene blir beskyttet mot nedbrytning via replikasjonsprotein A (RPA) RAD51 (DN-reparasjonsprotein 51) bindes til ennekttrådet DNA og lager en homolog dupleks med DNA som virker som templat (opprskrift) ved reparasjonen. De to DNA-trådene atskilles i et område av den tredje DNA-tråden. Proteiner søker etter homologe DNA-sekvenser på søsterkromatidet og danner et sammenkoblet dupleksmolekyl. RAD51 blir fjernet fra dobbelttrådet DNA og 3’-enden av skadet DNA blir forlenget via DNA-polymerase med templatet som oppskrift.

Ikke-homolog rekomabinasjon

Dobbelttrådbrudd blir gjenkjent av en protein heterodimer (Ku70/Ku80) som tiltrekker seg DNA-avhengig protein kinase, DNA-polymerase, helikase og ligase. DNA-protein kinase fosforylerer en endonuklease (Artemis) som deltar i ordning av DNA-endene etterfulgt av ligering med hjelp av DNA-reparasjonsenzymet  XRCC4 (X-ray reparasjons krysskomplementeringsprotein 4) og DNA-ligase 4 (LIG4). XRCC¤ blir uttrykt i mennesker og andre dyr, sopp og planter.