Genetyka i epigenetyka komórek somatycznych Część 3

A. Uszkodzenia przedmutacyjne DNA
1. Defekty spontaniczne
a. Depurynacja cieplna
b. Stany tautomeryczne zasad
c. Błędy poślizgu polimerazy
d. Deaminacja zasad

2. Defekty indukowane
a. Chemiczne czynniki uszkadzające DNA

• Alkilacje DNA
• Małe addukty DNA
• Wielkie addukty DNA
• Analogi zasad DNA
• Deaminacja zasad DNA
• Czynniki interkalujące DNA
• Połączenia krzyżowe DNA
• Toksyny grzybów

b. Fizyczne czynniki uszkadzające DNA

• Nadfiolet (UV)
• Promieniowanie jonizujące (IR)

c. Czynniki biologiczne

• Wirusy
• Bakterie
• Wpływ obcego DNA na genom

3. Stres oksydacyjny
a. Reaktywne pochodne tlenu

• ROS i RNS
• Uszkodzenia zależne od ROS
• Stres oksydacyjny w ESC

b. Źródła ROS i RNS

• ROS tworzone w błonach
• Detoksykacja ROS
• Transmisja sygnałów z ROS powstającego w błonach
• ROS tworzone w retikulum endoplazmatycznym (RE)
• ROS tworzone w peroksysomach
• ROS tworzone w mitochondriach

c. ROS generowany w hipoksji
d. ROS w stresie replikacyjnym
4. Stres w hipertermii

• Efekty działania białek HSP

B. Reakcja na uszkodzenie DNA (DDR)
1. DDR w DSB reperowanych systemem NHEJ
a. DDR w DSB reperowanych systemem c-NHEJ
b. DDR w DSB reperowanych systemem ALT‑NHEJ i MMEJ

2. DDR w DSB reperowanych systemem HR/HRR
a. Rozpoznanie uszkodzenia
b. Inicjacja naprawy DSB
c. Reorganizacja struktury chromatyny

• Metylacja DNA
• Modyfikacje białek
• Inne zmiany struktury chromatyny w DDR

3. DDR w naprawie typu BER

4. DDR w naprawie typu RER

5. DDR w naprawie typu NER
a. DDR w naprawie typu GG-NER
b. DDR w naprawie typu TC-NER

6. DDR w naprawie MMR

7. DDR w naprawie ICL

8. DDR w replikacji uszkodzonych matryc DNA (DDT)
a. Synteza przez miejsce uszkodzone (TLS)
b. Rekombinacja z homologiczną matrycą

9. DDR w naprawie bezpośredniej
a. Alkilotransferazy
b. Dioksygenazy
c. Fotoliazy

10. Szczególne typy DDR
a. DDR w mitochondriach

• BER w mitochondriach
• RER w mitochondriach
• MMR i BER w mitochondriach
• Reperacja DSB w mitochondriach

b. DDR w ASC
c. DDR w komórkach ESC
d. DDR w komórkach nowotworowych i nowotworowych stem
e. Niekodujące RNA w DDR
f. Naprawa po promieniowaniu

C. Naprawa uszkodzeń DNA
1. System naprawy NHEJ
a. Naprawa typu cNHEJ
b. Naprawa typu Alt-NHEJ/MMEJ
c. Naprawa uszkodzonych widełek replikacyjnych

2. Naprawa przez homologiczną rekombinację (HR)
a. Naprawa typu DSBR

• Inicjacja DSBR
• Krótka resekcja końców 5’ DSB
• Wydłużona resekcja końców 5’ DSB
• Tworzenie filamentu presynaptycznego
• Tworzenie pętli D i synapsy
• Rozdzielenie skrzyżowań Hollidaya (HJ) i heterodupleksu DNA

b. Naprawa typu SSA
c. Naprawa typu SDSA
d. Naprawa typu BIR
3. Naprawa przerw jednołańcuchowych DNA (SSBR)

4. Naprawa błędów niedopasowań (MMR)
a. Enzymy systemu MMR
b. Przebieg naprawy MMR
c. Uszkodzenia systemu MMR

5. Wycinanie uszkodzonych zasad – naprawa typu BER
a. Rozpoznanie uszkodzenia i usunięcie zasady

• Monofunkcjonalne glikozylazy
• Defekty monofunkcjonalnych glikozylaz
• Bifunkcjonalne glikozylazy
• Defekty bifunkcjonalnych glikozylaz

b. Rozerwanie wiązania fosfodwuestrowego

• Monofunkcjonalne glikozylazy
• Bifunkcjonalne glikozylazy

c. Przystosowanie końców do reakcji ligacji

• Monofunkcjonalne glikozylazy
• Bifunkcjonalne glikozylazy

d. Ligacja

6. Naprawa typu RER

• Choroby spowodowane obecnością rNt
• Fizjologiczna rola rNt w sekwencji DNA

7. Naprawa typu NER
a. NER u bakterii
b. GG-NER u eukariontów

• Rozpoznanie uszkodzenia i inicjacja naprawy GG‑NER
• Weryfikacja uszkodzenia
• Przygotowanie do wycięcia uszkodzenia
• Podwójne nacięcie, synteza DNA, ligacja

c. TC-NER u eukariontów

• Rozpoznanie uszkodzenia
• Przygotowanie do wycięcia uszkodzenia
• Wycinanie uszkodzenia
• Synteza naprawcza i ligacja DNA
• Skutki uszkodzenia TC-NER

8. Reperacja międzyłańcuchowych połączeń krzyżowych (ICL)
a. Rozpoznanie uszkodzenia i inicjacja naprawy

• Inicjacja reperacji w fazie S
• Inicjacja naprawy ICL w fazach
• spoczynkowych cyklu (G0 i G1)
• Inicjacja naprawy wiązań krzyżowych
• DNA – białko (DPC)

b. Przebieg i zakończenie naprawy ICL

• Nacięcie łańcucha matrycowego
• Rozłączenie łańcuchów DNA
• TLS replikacja DNA
• Naprawa HR i GG-NER

D. Mutacje
1. Typy mutacji
a. Mutacje linii zarodkowej i mutacje somatyczne
b. Mutacje punktowe
c. Mutacje mitochondrialnego DNA
d. Mutacje krótkoodcinkowe
e. Mutacje długoodcinkowe
f. Aberracje chromosomowe
g. Aberracje genomowe

2. Skutki mutacji
a. Skutki mutacji na poziomie komórki
b. Mutacje homozygotyczne i heterozygotyczne
c. Przykłady skutków klinicznych mutacji
d. Wpływ mutacji na różne komórki organizmu

• Mutacje w komórkach generatywnych
• Mutacje somatyczne w komórkach embrionu
• Mutacje komórek somatycznych organizmów dorosłych