Κατέβασμα παρουσίασης
Η παρουσίαση φορτώνεται. Παρακαλείστε να περιμένετε
1
DNA – Μηχανισμοί επιδιόρθωσης
Μιχάλης Β. Καραμούζης MD, PhD Παθολόγος Ογκολόγος Αναπληρωτής Καθηγητής Ιατρική Σχολή Πανεπιστημίου Αθηνών Devlin – Κεφάλαιο 4 Lehninger – Κεφάλαιο 25 Παραδόσεις Αμφιθεάτρου Μάρτιος 2018
2
Βλάβες στο DNA DNA πρέπει να παραμένει σταθερό από γενιά σε γενιά
Ημισυντηρητική αντιγραφή / μηχανισμός αλάθητος? Λάθη αντιγραφής Περιβάλλον / μεταλλαξιογόνα / ΒΛΑΒΕΣ Μη επιδιόρθωση βλαβών οδηγεί σε ΜΕΤΑΛΛΑΞΕΙΣ
3
Βλάβες οφειλόμενες σε λάθη της αντιγραφής
Αντιγραφή πιστή αλλά λόγω ταχύτητας λάθη Γλύστρημα πολυμεράσης αφήνει αζευγάρωτες βάσεις στον πατρικό κλώνο και έτσι εισάγονται λάθη (DNA replication slipage) Proofreading Pol δεν επιδιορθώνει και έτσι λάθος ζεύγος - Μπορεί να επιδιορθωθεί αργότερα
4
Βλάβες οφειλόμενες σε περιβαλλοντικούς και άλλους παράγοντες
Προκλητές (χημικά – ακτινοβολίες - θερμοκρασία) και αυθόρμητες βλάβες όπως Απαμίνωση κυτοσίνης Αποπουρίνωση
5
Βλάβες οφειλόμενες σε περιβαλλοντικούς και άλλους παράγοντες
6
Βλάβες οφειλόμενες σε περιβαλλοντικούς και άλλους παράγοντες
7
Βλάβες οφειλόμενες σε περιβαλλοντικούς και άλλους παράγοντες
8
Βλάβες οφειλόμενες σε περιβαλλοντικούς και άλλους παράγοντες
9
Βλάβες οφειλόμενες σε περιβαλλοντικούς και άλλους παράγοντες
10
Βλάβες οφειλόμενες σε περιβαλλοντικούς και άλλους παράγοντες
11
Μετάλλαξη - ορισμός Αλλαγή στο DNA ενός οργανισμού που είναι κληρονομήσιμη, είτε στο επίπεδο του κυττάρου (σωματικές μεταλλάξεις), είτε στο επίπεδο του οργανισμού (μεταλλάξεις στα γαμετικά κύτταρα) Προκύπτουν από σφάλματα αντιγραφής, βλάβη του DNA ή από σφάλματα των μηχανισμών επιδιόρθωσης των βλαβών του DNA Μεταλλάξεις απαρατήρητες, που συμβαίνουν εσώνια ,διαστηματικό ΔΝΑ Άλλες οδηγούν σε κατρκινογένεση / πρωτο-ονκογ ογκογ.
12
Μετάλλαξη - ορισμός Μεταπτώσεις ή Μεταστροφές V11
13
Μηχανισμοί Επιδιόρθωσης
Άμεση και Έμμεση Επιδιόρθωση Άμεση Επιδιόρθωση κατά την αντιγραφή 3’ - 5’ Ο-6mG MT (MGMT) Διμερών Τ-Τ στα φυτά (φωτολυάση) Έμμεση Εκτομή βάσης ΒΕR Εκτομή νουκλεοτιδίου NER MMR Ομόλογο ανασυνδυασμός
15
επίδραση αλκυλιούντων παραγόντων
Άμεση Επιδιόρθωση (MGMT) Τροποποιημένο νουκλεοτίδιο από την επίδραση αλκυλιούντων παραγόντων
16
Μηχανισμός άμεσης επιδιόρθωσης - MGMT
Ενζυμο αυτοκτονίας. Η μεθυλοτρανσφεράση της Ο6-mG (MGMT)
17
Μηχανισμός άμεσης επιδιόρθωσης - MGMT
Ενζυμο αυτοκτονίας. H μεθυλίωση της MGMT καθιστά την πρωτεϊνη ανενεργή και αποδομείται με ουβικιτίνωση
18
Άμεση επιδιόρθωση - Φωτοενεργοποίηση
Χωρίς αφαίρεση βάσης ή νουκλεοτιδίου Διμερή πυριμιδίνης από υπεριώδη ακτινοβολία Άμεση φωτο-επανενεργοποίηση των διμερών κυκλοβουτανο-πυριμιδίνης – DNA φωτολυάσες Χρησιμοποιούν ενέργεια από το απορροφούμενο φως Περιέχουν 2 συν-παράγοντες
19
Άμεση επιδιόρθωση - Φωτοενεργοποίηση
ΔΕΝ ΥΠΑΡΧΟΥΝ ΣΤΑ ΚΥΤΤΑΡΑ ΤΩΝ ΘΗΛΑΣΤΙΚΩΝ V12
20
Άμεση επιδιόρθωση – Proof reading
Σύμπλεγμα αντιγραφής Αποσυναρμολόγηση ή οπισθοχώρηση Παράκαμψη της βλάβης Υπερπήδηση της βλάβης – Κενό στο θυγατρικό κλώνο
21
Άμεση επιδιόρθωση – Proof reading
Αποσυναρμολόγηση ή οπισθοχώρηση Παράκαμψη της βλάβης Υπερπήδηση της βλάβης – Κενό στο θυγατρικό κλώνο
22
Άμεση επιδιόρθωση – Proof reading
23
Άμεση επιδιόρθωση – Proof reading
Η DNA πολυμεράση η μπορεί να ενσωματώνει Α απέναντι από τα διμερή ΤΤ - Δε διαθέτει ικανότητα επιδιόρθωσης Η DNA πολυμεράση ι ενσωματώνει νουκλεοτίδια απέναντι σε άλλες βλάβες που δεν μπορούν να αποτελέσουν εκμαγείο Η DNA πολυμεράση ζ μπορεί να επεκτείνει τις δομές που δημιουργούνται από τις παρακαμπτήριες DNA πολυμεράσες Είναι διανεμητικά ένζυμα – μικρή πιθανότητα εισαγωγής μεταλλαγών V13
24
Άμεση επιδιόρθωση – Proof reading
Αποσυναρμολόγηση ή οπισθοχώρηση Παράκαμψη της βλάβης Υπερπήδηση της βλάβης – Κενό στο θυγατρικό κλώνο
25
Άμεση επιδιόρθωση – Proof reading
Σύμπλεγμα αντιγραφής Αποσυναρμολόγηση ή οπισθοχώρηση Παράκαμψη της βλάβης Υπερπήδηση της βλάβης – Κενό στο θυγατρικό κλώνο
26
DNA – Μηχανισμοί επιδιόρθωσης Κλινικές Προεκτάσεις
27
Κλινικό Παράδειγμα Ι Νόσος Huntington Οφείλεται σε μεταλλαγή τύπου επέκταση τριπλέτας Κληρονομήσιμη νόσος Ο αριθμός των επιπλέον τριπλετών καθορίζει και την ηλικία εμφάνισης των συμπτωμάτων V14
28
Κλινικό Παράδειγμα ΙI MGMT και Γλοιώματα του Εγκεφάλου Μεθυλίωση της MGMT των καρκινικών κυττάρων οδηγεί σε αδυναμία επιδιόρθωσης βλαβών που προκαλούνται από αλκυλιούντες παράγοντες Τεμοζολαμίδη Οι ασθενείς με όγκους με μεθυλιωμένη MGMT που λαμβάνουν τεμοζολαμίδη έχουν πολύ μεγαλύτερη επιβίωση V15
29
DNA – Μηχανισμοί επιδιόρθωσης
Μιχάλης Β. Καραμούζης MD, PhD Παθολόγος Ογκολόγος Αναπληρωτής Καθηγητής Ιατρική Σχολή Πανεπιστημίου Αθηνών Devlin – Κεφάλαιο 4 Lehninger – Κεφάλαιο 25 Παραδόσεις Αμφιθεάτρου Μάρτιος 2018
31
Μηχανισμοί Έμμεσης Επιδιόρθωσης
Επιδιόρθωση με εκτομή βάσης (BER) Επιδιόρθωση με εκτομή νουκλεοτιδίου (NER) Επιδιόρθωση λανθασμένων ζευγών (ΜΜR)
32
Μηχανισμοί Έμμεσης Επιδιόρθωσης
Επιδιόρθωση με εκτομή βάσης (BER) Επιδιόρθωση με εκτομή νουκλεοτιδίου (NER) Επιδιόρθωση λανθασμένων ζευγών (ΜΜR)
33
Επιδιόρθωση με εκτομή βάσεων (BER)
DNA γλυκοζυλάσες - αναγνωρίζουν πολύ κοινές βλάβες του DNA και αφαιρούν τη προσβεβλημένη βάση διασπώντας τον Ν-γλυκοζιτικό δεσμό (ειδικότητα, πολυπλοκότητα σε ευκαρυώτες) Θέση ΑΡ (αβασική θέση) – απουρινική ή απυριμιδική θέση στο DNA ΑΡ ενδονουκλεάσες – κόβουν τον κλώνο DNA που περιέχει τη θέση ΑΡ ΑΡ λυάση – κόβει από το 3’ άκρο την ΑΡ θέση για αφαίρεση του σακχάρου DNA πολυμεράση Ι – αντικαθιστά το DNA DNA λιγκάση – αποφράσσει την εντομή
34
Αντιγραφή
35
Επιδιόρθωση με εκτομή βάσεων (BER)
Τουλάχιστον 8 διαφορετικές γλυκοζυλάσες στον άνθρωπο DNA γλυκοζυλάση της ουρακίλης
36
Επιδιόρθωση με εκτομή βάσεων (BER)
V16
37
Επιδιόρθωση με εκτομή βάσεων - (BER)
PARPs (Poly (ADP-ribose) polymerases Αυξημένη δράση με την επίδραση παραγόντων που προκαλούν βλάβες του DNA Τουλάχιστον 18 μέλη Συνδέονται σε περιοχές με DNA SSBs
38
Επιδιόρθωση με εκτομή βάσεων PARPs (Poly (ADP-ribose) polymerases
(BER) PARPs (Poly (ADP-ribose) polymerases
40
Μηχανισμοί Έμμεσης Επιδιόρθωσης
Επιδιόρθωση με εκτομή βάσης (BER) Επιδιόρθωση με εκτομή νουκλεοτιδίου (NER) Επιδιόρθωση λανθασμένων ζευγών (ΜΜR)
41
με εκτομή νουκλεοτιδίων (NER)
Επιδιόρθωση με εκτομή νουκλεοτιδίων (NER) Διμερή πυριμιδίνης από υπεριώδη ακτινοβολία Βενζοπυρένιο, αφλατοξίνη, σισπλατίνη
42
με εκτομή νουκλεοτιδίων (NER)
Επιδιόρθωση με εκτομή νουκλεοτιδίων (NER) V17
43
με εκτομή νουκλεοτιδίων (NER)
Επιδιόρθωση με εκτομή νουκλεοτιδίων (NER) V18
44
TCR-Transcription Coupled Repair
46
Μηχανισμοί Έμμεσης Επιδιόρθωσης
Επιδιόρθωση με εκτομή βάσης (BER) Επιδιόρθωση με εκτομή νουκλεοτιδίου (NER) Επιδιόρθωση λανθασμένων ζευγών (ΜΜR)
47
Επιδιόρθωση αταίριαστων ζευγών (MMR)
Επιδιορθώνει λάθη αντιγραφής (DNA pol) Insertion - deletion λίγων βάσεων «Γλίστρημα» slipage πολυμερασών σε ασταθείς περιοχές του DNA Αναγνωρίζει νεό κλώνο Δρα με διαφορετική ικανότητα σε ζεύγη Συνεργάζεται με άλλα συστήματα Δυσλειτουργία του ΜΜR καρκινογένεση
48
αταίριαστων ζευγών (MMR)
Επιδιόρθωση αταίριαστων ζευγών (MMR)
49
Επιδιόρθωση αταίριαστων ζευγών (MMR)
50
Επιδιόρθωση αταίριαστων ζευγών (MMR)
51
αταίριαστων ζευγών (MMR)
Επιδιόρθωση αταίριαστων ζευγών (MMR) V19
52
αταίριαστων ζευγών (MMR)
Επιδιόρθωση αταίριαστων ζευγών (MMR) Ευκαρυωτικά κύτταρα παρόμοιες πρωτεϊνες (ΕΚΤΟΣ από MutH) MutS --- MSH2, MSH3, MSH6 MutL ---MLH1, PMS1 Μεταλλάξεις σε γονίδια που κωδικοποιούν αυτές τις πρωτεϊνες σχετίζονται με σύνδρομα κληρονομικής προδιάθεσης σε κακοήθη νεοπλάσματα
53
αταίριαστων ζευγών (MMR)
Επιδιόρθωση αταίριαστων ζευγών (MMR) Oπως στα βακτήρια αλλά πιο πολύπλοκος. Την εκτομή του νέου κλώνου την κάνει η ενδονουκλεάση FEN. V20
54
DNA – Μηχανισμοί επιδιόρθωσης Κλινικές Προεκτάσεις
55
Κλινικό Παράδειγμα IIΙ Μελαγχρωματική ξηροδερμία (XP)
56
Ο μηχανισμός επιδιόρθωσης με εκτομή νουκλεοτιδίων δε λειτουργεί σωστά
Μελαγχρωματική ξηροδερμία Xeroderma Pigmentosum Ελλειμματική ΕΠΙΔΙΟΡΘΩΣΗ ΔΙΜΕΡΩΝ ΘΥΜΙΝΗΣ Ο μηχανισμός επιδιόρθωσης με εκτομή νουκλεοτιδίων δε λειτουργεί σωστά Ελαττωματική επιδιόρθωση ογκωδών συμπλόκων (διμερών θυμίνης, κ.ά). Μεταλλάξεις στα γονίδια επιδιόρθωσης (XPΑ –XPG) Σοβαρή φωτοευαισθησία 1000 φορές αυξημένη συχνότητα εμφάνισης καρκίνου του δέρματος και άλλων καρκίνων V21 56
57
Κλινικό Παράδειγμα IV HNPCC – Lynch Syndrome
58
Microsatellite Instability (MSI)
Μικροδορυφορικές αλληλουχίες επαναλαμβανόμενων βάσεων όπου η μονάδα επανάληψης αποτελείται από μία έως τέσσερις βάσεις βρίσκονται διάσπαρτες στο γονιδίωμα συνήθως δεν κωδικοποιούν μπορούν όμως να υπάρχουν και στις κωδικές περιοχές γονιδίων Ένα από τα κυριότερα χαρακτηριστικά που παρατηρούνται σε καρκίνους ασθενών με HNPCC αλλά και σε όλους τους ασθενείς με Καρκίνο Παχέος Εντέρου είναι η μικροδορυφορική αστάθεια. Μικροδορυφορικές αλληλουχίες επαναλαμβανόμενων βάσεων όπου η μονάδα επανάληψης αποτελείται από μία έως τέσσερις βάσεις βρίσκονται διάσπαρτες στο γονιδίωμα συνήθως δεν κωδικοποιούν μπορούν όμως να υπάρχουν και στις κωδικές περιοχές γονιδίων
59
Microsatellite Instability (MSI)
Αφορά περιοχές με επαναλήψεις δι, τρι τετρα-νουκλεοτιδίων Έχει βρεθεί ότι άτομα με ελαττωματικό μηχανισμό MMR συσσωρεύουν μεταλλάξεις Αυτή η συσσώρευση ονομάζεται αστάθεια μικροδορυφορικού DNA Όταν αυτό μελετηθεί ως προς τους πολυμορφισμούς του με τεχνικές Μ.Β., είναι μία ένδειξη για την ύπαρξη ελαττωματικού ΜΜR
60
Microsatellite Instability (MSI)
Λάθη κατά την κυτταρική διαίρεση στην αντιγραφή τέτοιων αλληλουχιών συνήθως διορθώνονται από το σύστημα MMR. Έτσι μία ένδειξη για μεταλλαγή σε ένα από αυτά τα γονίδια είναι η ανάλυση μικροδορυφόρων για την ανίχνευση μικροδορυφορικής αστάθειας
61
Microsatellite Instability (MSI)
PCR on tumor DNA for MSI Βλάβες στο μηχανισμό επιδιόρθωσης κακώς ζευγαρωμένων βάσεων είναι βιολογικό χαρακτηριστικό ~15% των ασθενών με καρκίνο παχέος εντέρου σταδίου ΙΙ. Έλλειψη της έκφρασης των πρωτεϊνών MMR (MissMatch Repair) στον όγκο, ειδικά των MLH1 και MSH2 (αποτελούν >95% των ασθενών με αυτό το χαρακτηριστικό), έχει ως αποτέλεσμα την ανικανότητα της πιστής αντιγραφής του DNA που χαρακτηρίζεται από μικροδορυφορική αστάθεια (MSI). Εντερικοί όγκοι με αυτό το βιολογικό χαρακτηριστικό ταυτοποιούνται με εκτίμηση δεικτών στο DNA μέσω PCR. Όπου παρατηρείται υψηλή αστάθεια (MSI-H) υπάρχει έλλειψη πιστής αντιγραφής του DNA στον καρκινικό ιστό σε σχέση με το φυσιολογικό ιστό. Σε καρκίνους με MSI-H (υψηλή μικροδορυφορική αστάθεια) το DNA του όγκου είναι διαφορετικού μήκους σε σχέση με αυτό του φυσιολογικού ιστού (κάτω δεξιά εικόνα). Ανεπάρκεια του μηχανισμού επιδιόρθωσης κακώς ζευγαρωμένων βάσεων (MMR Deficiency) έχει ως άμεση συνέπεια σε υψηλή μικροδορυφορική αστάθεια (MSI-H).
62
Microsatellite Instability (MSI)
V22
63
Η MSI-H είναι ευνοϊκός προγνωστικός παράγοντας
Sinicrope et al. JNCI 2011;103:863
64
Οι ασθενείς με MSS ωφελούνται από τη βασισμένη στη 5-FU ΧΜΘ
Οι ασθενείς με MSI-H ΔΕΝ ωφελούνται από τη βασισμένη στη 5-FU ΧΜΘ Sinicrope et al. JNCI 2011;103:863
65
MSI & Mutation burden The Cancer Genome Atlas Network.
Nature 2012;487:330
Παρόμοιες παρουσιάσεις
© 2024 SlidePlayer.gr Inc.
All rights reserved.