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DNA-Reparatur

  •  IMPP-Relevanz
  • Lesezeit: 8 min
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Steckbrief

Das Spektrum und die Zahl an verschiedenen Arten von DNA-Schäden (Mutationen), die sich jederzeit in den Zellen ereignen, sind groß und ihre Folgen können für die Zelle oder auch den gesamten Organismus gravierend sein. Daher verfügen alle Zellen über DNA-Reparaturmechanismen, die viele dieser Mutationen korrigieren. Bestimmte Arten von Basenschäden werden durch eine direkte Reparatur beseitigt, in der Regel werden veränderte Basen jedoch in der Exzisionsreparatur einzeln oder zusammen mit einem Abschnitt der Nucleotidsequenz um die Schadstelle herum entfernt und die Lücke aufgefüllt. Eine andere Art der Reparatur ist die Fehlpaarungsreparatur, bei der Replikationsfehler durch Ausschneiden eines Abschnitts des Einzelstrangs um das falsch eingebaute Nucleotid herum und Auffüllen der Lücke korrigiert werden. Für die Rekombinationsreparatur z.B. zur Beseitigung von Doppelstrangbrüchen gibt es 2 Mechanismen: die homologe Rekombination und die nicht homologe End-zu-End-Verknüpfung.

Wie schwerwiegend die Folgen von Mutationen sein können, zeigen genetisch bedingte Erkrankungen wie die Xeroderma pigmentosum, die auf defekte Reparatursysteme zurückgehen.

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Übersicht über die DNA-Reparaturmechanismen

(Quelle: Murken, Grimm, Holinski-Feder Humangenetik, Thieme, 2017)
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    Einführung

    Die Erhaltung der Funktionalität der DNA und die fehlerfreie Verdopplung der gesamten DNA sind für Zellen essenziell. Allerdings verändern täglich Tausende von schädigenden Ereignissen die Nucleotidsequenz. Diese Mutationen können an die Tochterzellen weitergegeben werden, die Funktion der Zelle akut beeinträchtigen oder auch für die Zelle tödlich sein. Ursachen der Mutationen können Fehler bei der Replikation des Genoms oder spontane Veränderungen von Basen oder endogene und exogene chemische und physikalische Faktoren sein.

    Damit Genome als Träger der Erbinformation ihre grundlegenden Funktionen – die Erhaltung der Lebensfunktionen einer Zelle und die Weitergabe der genetischen Information an die nächste Generation – erfüllen können, haben sich schon früh in der Evolution effiziente Reparatursysteme entwickelt, die Schäden an der DNA beseitigen und die Häufigkeit von Mutationen begrenzen.

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      zuletzt bearbeitet: 17.11.2022
      Fachlicher Beirat: Dr. rer. nat. Roland Netzker, 25.06.2022
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