dna repair

DNA REPAIR
Dyah Ratna Budiani
Bagian Patologi Anatomi,
Fakultas Kedokteran,
Universitas Sebelas Maret.
Fungsi DNA REPAIR
 Mempertahankan
susunan normal
bahan genetik sel agar tidak terbentuk
klonal sel anakan yang mengalami
mutasi genetik, dengan demikian
munculnya fenotipe mutan dapat
diatasi.
Koreksi adalah mekanisme untuk :
SURVIVAL
WHY ?
 DNA
adalah molekul yang relatif stabil, karena
DNA adalah makromolekul pembawa sifat
genetik. Struktur kimianya memungkinkan
DNA mampu berlaku sebagai makromolekul
yang stabil.
 Namun demikian Repair tetap diperlukan untuk
menjaga sistem normal kehidupan
 DNA Repair, sangat memungkinkan karena
DNA terdiri atas 2 untai jika salah satu strand
salah  bisa dihapuskan dan diganti baru
dengan cetakan untai lain yang tidak mengalami
kesalahan.
Potesial mutasi
= 1 untuk setiap 104 pasangan
basa dalam 10 gen selama
replikasi.(atau 1/10 per gen per
generasi).
 Bakterial mutation rate = 10-5 sampai
dengan 10-6 mutasi/gen/ generasi.
 E.coli
DNA Damage
 Spontaneous
mutation
 Catalyzed by environment factors.
 Terjadi paling sering akibat/ pada
kesalahan pada waktu replikasi DNA.
 Lesi DNA = unpaired base pairs, jika
permanent disebut dengan MUTASI
gen
Lesi DNADNA Repair
DNA lesion
Cause
Missing Base
Acid & Heat remove purines(104 purine per
day per cell in mamals)
Altered base
Ionizing radiation; alkylating agents.
Incorrect base
Spontaneous deaminations: CU, A
hypoxanthine.
Delition/ Insertion
Intercalating agents (e.g., acridine dyes)
Cyclobutiril dimer
UV irradiation
Strand Breaks
Ionizing radiation; chemicals (Bleomycin)
Cross-linking of strands
Psoralen derivatives(light activated),
mitomycin C (antibiotic)
REPLIKASI
SPONTANEOUS
MUTATION
ENV. FACTORS
Induksi
DNA damage
NORMAL
PHENOTIPE
NORMAL
GENOTIPE
DNA REPAIR
Mutasi
Mutasi substitusi (1 atau lebih bp)
 Silent mutation, jika mutasi terjadi pada gen
non essensial/ tidak merubah fungsi gen.
 Frame shift mutation  mampu merubah
fungsi biologis dan sifat kimia produk gen.
 Cancer : terjadi akumulasi mutasi merubah
fenotipe normal malignant fenotipe.
 Mutasi pada gen-gen yang mengkode enzimensim Repair DNAefek katastropik.

Aktivitas Repair



Lesi DNA : aktivitas eksonuklease
3’--->5’ : memotong pasangan basa N yang
salah pasang, membuangnya dan
menggantinya dengan pasangan yang benar
(aktivitas DNA Polimerase I).
Ligase menyambung untai DNA yang terpisah
setelah direpair.
JENIS-JENIS LESI DNA
1.
2.
3.
Radiasi uv : dapat menyebabkan
pembentukan cyclobuttyl dimers  Timin
dimers.
Pada pH dan T fisiologis : ikatan Nglikosidik mengikat purin(Adenin/Guanine)
ke sugar phospat backbone kadang-kala
lepas secara spontan (Depurinasi).
Deaminasi : hilangnya gugus amin pada
sitosin  uracil.
Damage Reversal
Kerusakan DNA pada posisi original tanpa
replacement of constituents.

Paparan sinar UV mengasilkan pembentukan
dimer pirimidin-pirimidin sklobutanedan (64) photoproducts( produksi satu ikatan
antara posisi 6 dan 4 pada cincin pirimidin.
Pd sel mamalia : repair by nucleotide
excision repair.

Sejumlah agen alkilasi yang telah diketahui
berpotensi sebagai karsinogen : aalkilasi
pada posisi O6 pada guanine dan O4 pada
timin
Exicion Repair

Diinduksi oleh glikosilasi. Basa N yang salah pasang  dipotong dan
dihapus.
Undamaged strand
deaminasi
Damaged strand
•Uracil DNA glycosilase
•AP endonuklease (memotong)
•Exonuklease
•DNA Polimerase I mengkopi
strad komplementer
•Ligase
Exicion
Repair
Exicion Repair of E. coli DNA



UvrABC mechanism.
Contohmya Timin dimer  distorsi pada bentuk
normal DNA.
Melibatkan protein kompleks UvrA, UvrB dan
UvrC : mendekati lesi DNA  sepanjang 12 bp
panjangnya helicase membuka dan
memmungkinkan 12 bp yang salah tadi untuk
meninggalkan strand . Selanjutnya DNA pol I
mengisi Gap dan terakhir Ligase
menghubungkan gugus oh & Phospat (nick).
Exicion repair
DNA
Human exision repair
Mismatch Repair
mismatch repair(MMR) system in E. Coli
is capable of repairing single base
mispairs and small insertion/deletion
mispairs leading to loops of up to four or
more bases(Kclodner , 1995) :
Pengenalan posisi mismatch oleh beberapa
protein tertentu