Leta i den här bloggen


måndag 12 oktober 2015

Nobelkomitean tausta-artikkeli DNA korjautumisjärjestelmistä (1) DNA:n ja GENOMNIN merkitys


Tieteellinen tausta   tämän vuoden  Kemian Nobelin palkinnolle:   DNA: n korjautumisen mekanistisista tutkimuksista
7 OCTOBER 2015 . Scientific Background on the Nobel Prize in Chemistry 2015.  MECHANISTIC STUDIES OF DNA REPAIR
compiled by the Class for Chemistry of the Royal Swedish Academy of Sciences

  •  Geneettisen materiaalin vaurio on koko organismin  uhka. Solut ovat kehityksen kuluessa   tehneet vastavaikuttavia  strategioita, sarjan monimutkaisia DNA:n  korjautumisteitä, järjestelmiä, jotka oikovat DNA-vaurioita vaikuttamalla emästen pariutumiseen tai DNA:n rakenteeseen. Nykyään ymmärretään DNA:n korjaantumisen  taustalla olevia molekulaarisia mekanismeja   melko paljon ja  tämän alueen  ymmärtämiseen ovat pioneeritutkimuksillaan   panoksensa antaneet  Kemian palkinnon jakavat   Lindahl, Modrich ja  Sancar
 
Damage to the genetic material poses a threat to all organisms. To counteract this threat, cells have evolved a series of intricate DNA repair pathways that correct DNA lesions affecting base pairing or structure of DNA. Today we understand the molecular mechanisms of these pathways in great detail, in large part due to the pioneering studies by Lindahl, Modrich and Sancar that opened up the field.

TAUSTASTA suomennosta (1)
  • IHMISEN GENOMI koodaa sen informaation, mikä tarvitaan täydellisen ihmisolennon luomiseen. Jokaisessa solun jakautumisessa replikoituu yli kolme biljoonaa DNA emäsparia ja kopioitunut genomi siirtyy tytärsoluihin. Vaikka DNA:n replikaatiokoneisto on hyvin tehokas tässä tehtävässään se tekee kuitenkin satunnaisia virheitä. Ottaen huomioon ihmisen genomin suuruuden ja ihmiskehon solujen suuren lukumäärän ( 3.7 x 10E13) on ilmiselvää, että yksilön elämän aikana kertyy näitä virheitä. Useimmat näistä virheistä pysyvät hiljaisina, mutta ne voivat aiheuttaa myös vakavia tauteja.
  • DNA molekyylillä on essentielli (välttämätön) tehtävä geneettisen informaation varastona, mutta siitä huolimatta sen kemiallinen stabiliteetti on äärellinen ja se saattaa altistua spontaanille hajoamiselle. Elävässä kehossa tapahtuu merkitsevästi hydrolyysiä ja oksidaatiota, osaksi senkin takia, että erilaisissa fysiologisissa prosesseissa kehkeytyy jatkuvasti reaktiivisia aineenvaihdunta-tuotteita. Näitten lisäksi vaikuttaa ulkopuoliset tekijät kuten säteily ja genotoksiset kemikaalit, jotka stimuloivat myös DNA-vaurion muodostumista.

The human genome encodes the information needed to create a complete human being. During every cell division, more than three billion DNA base pairs are replicated and copies of the
genome are transferred to the daughter cells. Although very efficient, the DNA replication
machinery responsible for this task still makes occasional mistakes. Given the size of the human
genome and the large number of cells in a human body (about 3.7 ×1013) mistakes will
inevitably accumulate during the lifetime of an individual. Most of these errors will remain silent, but they can also cause serious diseases. Despite its essential role in storing genetic information, the DNA molecule has limited chemical stability and is subject to spontaneous decay [1]. Processes such as hydrolysis and oxidation occur at significant levels in vivo, in part due to reactive metabolites continuously generated in various physiological processes. In addition, external factors like radiation and genotoxic chemicals will further stimulate of DNA damage formation.

  • DNA:n luontainen instabiliteetti (epävakaus) on kaksiteräinen asia: Siinä piilee mahdollisuuksia, mutta myös uhkaa. DNA vauriot voivat tukkia tärkeitä soluprosesseja kuten DNA:n replikoitumisen ( koodin tarkan DNA-kopion tekemisen) ja transkription (koodin kirjoituksen RNA- kielelle) ja ne saattavat aiheuttaa genomin epävakautta ja heikentaa geenien ilmentämistä. Vauriot ( lesio, lesiones) voivat olla myös mutageenisiä ja muuttaa genomin koodauskykyä, mistä voi seurata genomin instabiliteettiin liittyviä tuhoisia tauteja ja tiloja, kuten syöpää, neurodegeneratiivisia häiriöitä ja biologista ikääntymistä.
  • Samalla voidaan todeta, että Darwinin evoluutio ei olisi mutaatioitta mahdollistakaan. Edelleen tiedetään, että mutageenit kemikaalit ja säteily voivat vaikuttaa parantavasti; niitä voidaan hyödyntää esim. syöpähoidossa johtamalla DNA-leesioita kasvaimeen pysäyttämään solujen proliferoituminen ja stimuloimaan ohjelmoitua solukuolemaa ( apoptosis)

The inherent instability of DNA constitutes both an opportunity and a threat. DNA lesions can
block important cellular processes such as DNA replication and transcription, cause genome
instability and impair gene expression. Lesions can also be mutagenic and change the coding
capacity of the genome, which can lead to devastating diseases and conditions associated with
genome instability, including cancer, neurodegenerative disorders and biological ageing.
At the same time,without mutations Darwinian evolution would not be possible. Furthermore,
mutagenic chemicals and radiation can also have a healing effect; they can for instance
be used to treat cancer, by introducing DNA lesions that halt cell proliferation and stimulate
programmed cell death.


  • Solu on kehittänyt tapoja, joilla se voi vastavaikuttaa DNA-vaurioihin ja saada DNA-mutaatio - pitoisuuden pysyttelemään siedettävänä. Joukko DNA:n korjautumismekanismeja pyrkii oikaisemaan vaurioita ja turvaamaan genomista integriteettiä. Tämän vuoden Nobelin palkinnon saajat ovat hahmottaneet neljä fundamentaalista DNA:n korjautumismekanismia, joista jatkossa. (Nobelin palkinnossa tällä kertaa 2015 rajoitutaan DNA:n korjausjärjestelmiin, eikä RNA tai proteiinien korjausjärjestelmiin tai niiden laadunkontrollijärjestelmiin)

The cell has developed ways to counteract DNA lesions and to keep DNA mutations at a
tolerable level. A number of different DNA repair mechanisms correct lesions and safeguard the
integrity of the genome. Four fundamental DNA repair pathways delineated by this year’s Nobel
Prize laureates will be discussed here.

Inga kommentarer:

Skicka en kommentar