ترميم الدنا

مثل الساعة حول المعصم، إنزيم خاص يحيط باللولب المزدوج ليصلح جديلاً مكسوراً في الدنا.
المصدر: Biomedical Beat في المعهد الوطني للعلوم الطبية العامة (NIGMS) في 21 نوفمبر 2006. معرض صور رائعة.

ترميم الدنا أوإصلاح الدنا بالإنگليزية: DNA repair هي العمليات التي يقوم بها الدنا لتسليم ضرر معين قد يضر في عمليتي الترجمة والنسخ وبالتالي إنتاج بروتينات غير طبيعية.

هناك عدة عوامل مسببة لهذه الأضرار مثل العوامل البيئية (مثل: الأشعة الفوق بنفسجية من الشمس والأشعة العلاجية والعلاج الكيميائي وكذلك بعض المركبات الكيميائية) والعمليات الاستقلابية metabolic العادية داخل الخلية، تحدث أضرار بالدنا بمعدل 1,000 إلى 1,000,000 آفة جزيئية molecular lesion في الخلية في اليوم. يتم إصلاح الضرر بواسطة عدة طرق وأيضا حسب نوع الضرر، فتتراوح الأضرار من عمليات كيميائية على القواعد كالأكسدة وغيرها إلى حصول كسر في الدنا وانفصال السلاسل عن بعضها. وتختلف أنواع الترميم من عمليات تفاعلات عكسية (كعكس تفاعل الأكسدة) إلى عمليات استبدال قواعد نيتروجينية أواستبدال نوويدات كاملة.

فمثلاً هناك إنزيم خاص، ليجيز الدنا (يظهر ملوناً)/ ويحيط باللولب المزدوج ليُصلِح جديل strand الدنا المكسور. ليجيز الدنا هوالمسئول عن إصلاح ملايين الكسور في الدنا التي تحدث خلال مجرى حياة الخلية المعتاد.

وعند حدوث ضرر بالدنا وبدون الجزيئات القادرة على إصلاح تلك الكسور، فالخلايا تقابل أحد المصائر التالية:

لن تستطيع القيام بمهامها، أي سبات
استموات الخلايا أوالموت المبرمج للخلية
اضطرابات أثناء انقسام الخلية وتحولها لخلية سرطانية

ليجيز الدنا يحفز المستوى الأساسية وهي ربط الكسور في دنا مزدوج خلال إصلاح الدنا، نسخه، أوإعادة تربيطه، وتتطلب إما أدينوسين ثلاثي الفوسفات (ATP) أونيكوتينامايد أدينين ثنائي النيوكليوتايد (+ NAD) كعامل مشارك.

ويظهر في الصورة ليجيز I الدنا أثناء إصلاحه ضرراً صبغوياً chromosomal damage. الثلاث بنى البروتينية الواضحة في الصورة هم:

نطاق ربط الدنا (DBD) وهوالمربوط في الحز الأصغر للدنا أعلى وأسفل الضرر.
نطاق طية OB و(OBD) يفك الدنا قليلاً على مدى ستة أزواج قاعدية، ويشهجر عموماً في ربط الأحماض النووية.
نطاق الإدنيلية (AdD) يحتوي على بقايا نشيطة الإنزيمات التي تربط النيوكليوتيدات المكسورة معاً بتحفيز تكوين رابطة إستر بين نيوكليوتيدية بين الفوسفات والديوكسي رايبوز.

وعلى الأغلب فإن جميع إنزيمات ليجيز الدنا للثدييات (ليجيز I، II, III, VI) لديهم بنية حلقية شبيهة، وكلهم قادرون على التعهد على الدنا بطريقة مماثلة.

الفائزون بجائزة نوبل في الكيمياء 2015، لعملهم في ترميم الدنا. من اليمين: عزيز سنجر، پول مودرتش، توماس ليندال.