Examkin

DNA Hasarı ve Tamir Mekanizmaları

17 soru

Soru 1Soru →

DNA'da alkilleyici ajanların etkisiyle oluşan O6O^6-metilguanin hasarını onarmak için, DNA zincirinden herhangi bir baz veya nükleotid kesilip çıkarılmadan, metil grubunun doğrudan bir protein üzerindeki sistein kalıntısına aktarılmasıyla gerçekleşen tamir mekanizması aşağıdakilerden hangisidir?

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: Direkt tamir

Cevap

Hasarlı bazın kesilmeden doğrudan metil grubunun transferi ile onarılması 'Direkt tamir' mekanizmasıdır.
Direkt tamir mekanizması, DNA üzerindeki hasarlı bölgenin (bu soruda O6O^6-metilguanin) herhangi bir nükleotid kesilip çıkarılmadan doğrudan kimyasal bir reaksiyonla (metil transferi) onarılmasıdır. MGMT enzimi bu süreçte metil grubunu kendi üzerine alarak DNA'yı orijinal haline döndürür.

Adım Adım Çözüm

1
Hasarın tanımlanması
O6O^6-metilguanin oluşumu saptandı.
Alkillenmiş ajanlar guanin bazının 6. oksijenine metil grubu ekleyerek mutajenik bir hasar oluşturur.
2
Enzimatik transferin gerçekleşmesi
Metil grubu MGMT enzimine aktarıldı.
O6O^6-metilguanin-DNA metiltransferaz (MGMT) enzimi, metil grubunu DNA'dan alıp kendi yapısındaki sistein kalıntısına aktarır.
3
Enzim inaktivasyonu
MGMT enzimi inaktif hale geldi.
Bu enzim reaksiyon sonunda geri dönüşümsüz olarak inaktif olur, bu yüzden 'intihar enzimi' (suicide enzyme) olarak adlandırılır.

Anahtar Kavram

Direkt tamir (Direct Repair) ve MGMT enzimi

İpuçları

1
Soruda hasarın 'kesilip çıkarılmadan' onarıldığı vurgulanmaktadır.
2
Bu mekanizmada görev alan MGMT enzimi, bir 'intihar enzimi' olarak bilinir.
3
Metil grubunun doğrudan transferi, DNA'nın orijinal dizilimini bozmadan yapılan bir onarımdır.

Daha Fazla Pratik

Diğer tamir mekanizmalarının (BER, NER, MMR) hangi enzimlerle başladığını karşılaştırınız.
Tahmini Süre:50s
Soru 2Soru →

Lynch sendromu (HNPCC) patogenezinde rol oynayan MSH2MSH2 ve MLH1MLH1 gen mutasyonları, aşağıdaki DNA tamir mekanizmalarından hangisinin bozulmasına neden olur?

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: Yanlış eşleşme tamiri (Mismatch repair - MMR)

Cevap

Lynch sendromunda (HNPCC) bozulan mekanizma Yanlış eşleşme tamiri (Mismatch repair - MMR) sistemidir.
Lynch sendromu (Herediter Non-polipozis Kolorektal Kanser), DNA replikasyonu sırasında meydana gelen yanlış eşleşmelerin (mismatch) onarılmasından sorumlu olan Yanlış eşleşme tamiri (MMR) proteinlerinin (özellikle MSH2MSH2 ve MLH1MLH1) mutasyonu sonucu gelişir. Bu durum hücrelerde mikrosatellit instabilitesine neden olur.

Adım Adım Çözüm

1
Lynch sendromunun genetik temelini belirlemek
MSH2MSH2 ve MLH1MLH1 gibi genlerde mutasyon olduğu saptandı.
Lynch sendromu, DNA tamir proteinlerini kodlayan genlerdeki germ-line mutasyonlar sonucu gelişen bir kanser sendromudur.
2
İlgili proteinlerin işlevini analiz etmek
Bu proteinlerin Yanlış eşleşme tamiri (MMR) yolağında görev aldığı belirlendi.
MSH2MSH2 ve MLH1MLH1 proteinleri, DNA replikasyonu sırasında kalıp zincir ile yeni zincir arasında oluşan hatalı baz eşleşmelerini tanır ve onarır.
3
Hastalık-Mekanizma eşleşmesini tamamlamak
Defektin MMR sisteminde olduğu sonucuna varıldı.
MMR sisteminin yetersizliği, mikrosatellit instabilitesine ve özellikle kolorektal kanser riskinde artışa yol açar.

Anahtar Kavram

Mismatch Repair (MMR) ve Lynch Sendromu İlişkisi

İpuçları

1
Lynch sendromu, mikrosatellit instabilitesi ile karakterize bir kanser yatkınlık tablosudur.
2
MSH2MSH2 ve MLH1MLH1 proteinleri, replikasyon sırasında 'yanlış' yerleştirilmiş bazları tespit eder.

Daha Fazla Pratik

MMR sistemi yetersizliğinde görülen mikrosatellit instabilitesi kavramını inceleyebilirsiniz.
Tahmini Süre:45s
Soru 3Soru →

8 yaşındaki bir çocuk, güneşe maruz kaldığında ciltte şiddetli kızarıklık, bül oluşumu ve sonrasında gelişen kalıcı hiperpigmentasyon (çillenme) şikayetleriyle getirilmiştir. Hastanın öyküsünde deri kanseri gelişimi açısından yüksek risk altında olduğu belirtilmiştir. Yapılan moleküler analizlerde, ultraviyole (UVUV) radyasyonu sonucu oluşan pirimidin dimerlerini tanıyan ve bu hasarlı bölgeyi uzaklaştıran spesifik bir endonükleaz enziminin eksik olduğu saptanmıştır. Bu hastada defektif olması en olası DNA tamir mekanizması aşağıdakilerden hangisidir?

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: Nükleotid eksizyon tamiri

Cevap

Nükleotid eksizyon tamiri
Hastada tarif edilen klinik tablo Xeroderma Pigmentosum'dur. Bu hastalıkta, UVUV radyasyonu sonucu oluşan timin dimerlerini onaran nükleotid eksizyon tamiri (NERNER) mekanizmasında görevli olan spesifik endonükleazlar (XP proteinleri) eksiktir. Bu durum, DNA sarmalındaki hacimli distorsiyonların onarılamamasına ve mutasyon birikimine yol açar.

Adım Adım Çözüm

1
Klinik bulguları analiz et
Güneş hassasiyeti ve hiperpigmentasyon, Xeroderma Pigmentosum tablosunu düşündürür.
XP, fotosensitivite ve erken yaşta cilt kanseri ile karakterize otozomal resesif bir hastalıktır.
2
Hasar tipini belirle
UVUV ışığı DNA'da pirimidin (genellikle timin) dimerlerine yol açar.
Bu dimerler DNA sarmalında nükleotid eksizyonu gerektiren büyük bir bükülme oluşturur.
3
Eksik mekanizmayı eşleştir
Nükleotid eksizyon tamiri (NERNER), bu tip hacimli hasarları onaran ana yoldur.
XP proteinleri (endonükleaz aktivitesi) bu mekanizmanın kritik bileşenleridir.

Anahtar Kavram

Xeroderma Pigmentosum ve Nükleotid Eksizyon Tamiri (NER) İlişkisi

Daha Fazla Pratik

Baz eksizyon tamirinde (BER) görevli olan DNA glikozilazların substrat spesifikliğini inceleyiniz.
Tahmini Süre:1m 15s
Soru 4Soru →

DNA'da mitomisin C veya sisplatin gibi çapraz bağlayıcı ajanların etkisiyle oluşan zincirler arası çapraz bağ (interstrand cross-link, ICL) hasarları, replikasyon ve transkripsiyon süreçlerini fiziksel olarak engelleyen yüksek oranda sitotoksik lezyonlardır. Bu hasarların onarımı; nükleotid eksizyon tamiri, translezyon sentezi (TLS) ve homolog rekombinasyon (HR) mekanizmalarını entegre eden karmaşık bir Fanconi Anemisi (FA) yolağı ile gerçekleştirilir. Bu onarım sürecinde, Fanconi Anemisi çekirdek kompleksi (core complex) tarafından gerçekleştirilen ve onarım proteinlerinin hasarlı bölgeye toplanmasını sağlayarak yolağı aktive eden temel biyokimyasal modifikasyon aşağıdakilerden hangisidir?

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: FANCD2FANCD2 ve FANCIFANCI proteinlerinin monoubikutinizasyonu

Cevap

FANCD2FANCD2 ve FANCIFANCI proteinlerinin monoubikutinizasyonu
Fanconi Anemisi onarım yolağının merkezinde 'ID kompleksi' (FANCD2−FANCIFANCD2-FANCI) bulunur. Bu kompleks, FA çekirdek kompleksi tarafından monoubikutinlendiğinde aktif hale gelir ve onarım sürecinde görev alan nükleazları (örneğin XPF−ERCC1XPF-ERCC1) ve TLS polimerazlarını hasar bölgesine çekerek onarımı başlatır.

Adım Adım Çözüm

1
ICL hasarının tanınması
Replikasyon çatalı durur ve FANCMFANCM kompleksi hasarı tanır.
Onarımın başlayabilmesi için replikasyon stresinin algılanması gerekir.
2
FA çekirdek kompleksinin toplanması
8 proteinli (A,B,C,E,F,G,L,MA, B, C, E, F, G, L, M) çekirdek kompleksi hasar bölgesine gelir.
Bu kompleks, onarımın aktivasyonu için gerekli olan E3 ligaz aktivitesini taşır.
3
Monoubikutinizasyon (Kritik Adım)
FANCLFANCL alt birimi, FANCD2FANCD2 ve FANCIFANCI proteinlerini monoubikutinler.
Ubikutin grubu, downstream nükleazlar ve TLS proteinleri için bir bağlanma platformu oluşturur.
4
Onarımın tamamlanması
İnsizyon (unhooking), TLS ile baypas ve HR ile çift zincir tamiri gerçekleşir.
DNA'nın sürekliliği ve genomik stabilite yeniden sağlanır.

Anahtar Kavram

Fanconi Anemisi (FA) Yolağı Aktivasyon Mekanizması
Soru 5Soru →

DNA'da deaminasyon veya alkillenme sonucu oluşan baz hasarlarının onarımında görev alan "Baz Eksizyon Tamiri" (BER) mekanizmasında, AP-endonükleaz (APE1) kesimi sonrası oluşan 5′5'-deoksiriboz fosfat (dRPdRP) grubunun kimyasal yapısı, tamirin hangi alt yolak üzerinden ilerleyeceğini belirleyen temel faktördür. Bu tamir süreci ve görev alan enzimlerle ilgili aşağıdaki ifadelerden hangisi doğrudur?

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: Lezyon bölgesinde oluşan 5′5'-dRPdRP grubu modifiye olmamışsa, DNA polimeraz β\beta liyaz aktivitesiyle bu grubu uzaklaştırır ve tek nükleotitlik boşluğu doldurarak süreci "Kısa Yama" (Short-patch) yolağıyla tamamlar.

Cevap

DNA polimeraz β\beta'nın liyaz aktivitesiyle temiz dRPdRP grubunu uzaklaştırıp tek nükleotit sentezlemesi (Kısa Yama BER) doğru mekanizmadır.
Baz eksizyon tamirinde (BER), eğer AP endonükleaz kesisi sonrası oluşan deoksiriboz fosfat (dRPdRP) grubu kimyasal olarak modifiye olmamışsa, DNA polimeraz β\beta bu grubu liyaz aktivitesiyle uzaklaştırabilir. Bu süreçte tek bir nükleotit yerleştirilir ve süreç XRCC1/DNA Ligaz III tarafından sonlandırılır. Buna 'Kısa Yama BER' denir.

Adım Adım Çözüm

1
Hasarlı bazın tanınması
DNA glikozilaz hasarlı bazı uzaklaştırır ve AP bölgesi oluşur.
BER mekanizması her zaman bir glikozilaz ile başlar.
2
Fosfodiester bağının kesilmesi
APE1 endonükleazı AP bölgesinin 5′5' ucunu keser, bir ucu 3′3'-OHOH diğeri 5′5'-dRPdRP olan bir boşluk oluşur.
Sentez için serbest 3′3'-OHOH ucu gereklidir.
3
5′5'-dRPdRP grubunun kontrolü
Eğer dRPdRP grubu 'temiz' ise Pol β\beta devreye girer (Kısa Yama); eğer modifiye ise Pol δ/ϵ\delta/\epsilon + FEN1 devreye girer (Uzun Yama).
Modifiye dRPdRP grupları Pol β\beta'nın liyaz aktivitesine dirençlidir.
4
Ligasyon
Kısa yamada DNA Ligaz III (XRCC1 ile), Uzun yamada DNA Ligaz I boşluğu kapatır.
Tamir işleminin sonlanması için sarmalın bütünlüğü sağlanmalıdır.

Anahtar Kavram

BER yolağında 'Kısa Yama' ve 'Uzun Yama' ayrımı, 5′5'-dRPdRP grubunun yapısına ve kullanılan polimeraz tipine (Pol β\beta vs Pol δ/ϵ\delta/\epsilon) bağlıdır.
Tahmini Süre:2m 30s
Soru 6Soru →

İyonize radyasyon maruziyeti sonrası oluşan DNA çift zincir kırıklarının (DSB) "homolog olmayan uç birleştirme" (NHEJ) mekanizması ile onarımı sırasında; DNA-PKcs tarafından fosforillenerek aktifleşen ve V(D)J rekombinasyonu sırasında oluşan saç tokası (hairpin) yapılarını açma yeteneğine sahip olan protein aşağıdakilerden hangisidir?

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: Artemis

Cevap

Artemis proteini, NHEJ mekanizmasında DNA uçlarının işlenmesini ve V(D)J rekombinasyonu sırasında oluşan hairpin yapılarının açılmasını sağlayan nükleazdır.
Artemis proteini, DNA-PKcs ile kompleks oluşturarak fosforillenir ve aktifleşir. Bu protein hem 5' hem de 3' nükleaz aktivitesine sahiptir ve özellikle V(D)J rekombinasyonu sırasında oluşan hairpin (saç tokası) yapılarını açabilen tek nükleazdır. Bu proteinin eksikliği iyonize radyasyona duyarlılık ve SCID (Ağır Kombine İmmün Yetmezlik) ile karakterize Nijmegen Breakage Syndrome benzeri tablolarla ilişkilidir.

Adım Adım Çözüm

1
Hasar türünün belirlenmesi
DNA çift zincir kırığı (DSB)
İyonize radyasyonun en karakteristik hasarı DSB'dir.
2
Tamir yolunun seçilmesi
Homolog Olmayan Uç Birleştirme (NHEJ)
Hücre döngüsünün G1 fazında baskın olan ve homolog kalıp gerektirmeyen tamir yoludur.
3
Enzimatik aktivitenin tanımlanması
Artemis aktivasyonu
DNA-PKcs tarafından fosforillenen Artemis, DNA uçlarını ligasyona hazırlar.

Anahtar Kavram

DNA Çift Zincir Kırığı Onarımı ve NHEJ Mekanizması
Tahmini Süre:1m 30s
Soru 7Soru →

Güneş ışığına aşırı duyarlılık ve erken yaşta gelişen deri kanserleri nedeniyle kseroderma pigmentozum (XP) ön tanısı alan bir hastada yapılan laboratuvar analizlerinde, nükleotid eksizyon tamiri (NER) mekanizmasının tamamen normal olduğu saptanmıştır. Bu hastada, DNA replikasyon çatalı bir pirimidin dimeri ile karşılaştığında duraksamayı engelleyen ve hasarlı bölgenin karşısına uygun bazları yerleştirerek replikasyonun devamını sağlayan "translesion synthesis" (TLS) sürecinin kusurlu olduğu (XP-V varyantı) düşünülmektedir. Buna göre, söz konusu tabloda eksikliği beklenen enzim aşağıdakilerden hangisidir?

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: DNA polimeraz η\eta (eta)

Cevap

DNA polimeraz eta, kseroderma pigmentozum varyant (XP-V) tablosunda eksik olan ve translesion sentezinden sorumlu olan enzimdir.
Doğru yanıt olan seçenek, UV radyasyonu sonucu oluşan pirimidin (timin) dimerlerinin üzerinden DNA replikasyonu sırasında hatasız bir şekilde geçilmesini sağlayan DNA polimeraz eta enzimini ifade eder. Kseroderma pigmentozum varyant (XP-V) formunda, nükleotid eksizyon tamiri (NER) normal olmasına rağmen bu enzim eksik olduğu için replikasyon duraksar ve mutasyon riski artar.

Adım Adım Çözüm

1
Klinik tabloyu analiz et
XP semptomları var ancak NER (nükleotid eksizyon tamiri) normal.
Klasik XP tiplerinde NER defektidir, ancak XP-V (varyant) tipinde NER sağlamdır.
2
Kusurlu mekanizmayı belirle
Translesion Synthesis (TLS) mekanizmasında bozukluk.
UV hasarı (timin dimeri) replikasyon çatalını durdurduğunda, replikasyonun devamı TLS polimerazları ile sağlanır.
3
Spesifik enzimi tanımla
DNA polimeraz eta (η\eta).
DNA polimeraz eta, timin dimerlerinin karşısına hatasız bir şekilde Adenin (A) yerleştirerek replikasyonun 'takılmadan' devam etmesini sağlar.

Anahtar Kavram

Translesion Synthesis (TLS) ve Kseroderma Pigmentozum Varyant (XP-V)

İpuçları

1
Klasik XP hastalarında NER (nükleotid eksizyon tamiri) bozukken, XP-V hastalarında bu sistem çalışır durumdadır.
2
Sorun replikasyon çatalının hasarlı bölgede durmasıdır; bu engeli aşan polimerazlara 'bypass' polimerazları denir.
3
Eksik olan enzim, timin dimerlerinin karşısına doğru bazları (AA) koyabilen yegane polimerazdır.

Daha Fazla Pratik

Diğer translesion sentez polimerazlarını (Pol iota, kappa, zeta) ve bunların hata paylarını incelemek faydalı olabilir.
Tahmini Süre:2m 0s
Soru 8Soru →

Hücrede genomik bütünlüğün korunması amacıyla işleyen DNA hasar tamir mekanizmaları ve bu süreçlerde görev alan proteinlerin fonksiyonları ile ilgili aşağıdaki ifadelerden hangisi doğrudur?

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: Baz eksizyon tamiri (BER) mekanizmasında, DNA glikozilaz ile hasarlı bazın uzaklaştırılması sonucu oluşan AP bölgesinin 5′5' ucu AP endonükleaz tarafından kesilerek serbest 3′−OH3'-OH ucu oluşturulur.

Cevap

Baz eksizyon tamiri (BER) sırasında AP endonükleazın AP bölgesinin 5' ucunu keserek serbest 3'-OH grubu oluşturduğu ifade doğrudur.
Baz eksizyon tamiri (BER), sitozin deaminasyonu veya oksidatif hasar gibi tekli baz hasarlarını onarır. Süreçte önce bir DNA glikozilaz hasarlı bazı çıkararak AP bölgesi oluşturur. Ardından AP endonükleaz, bu bölgenin 5′5' ucundaki fosfodiester bağını keserek serbest bir 3′−OH3'-OH ucu yaratır. Bu uç, DNA polimeraz beta tarafından yeni nükleotid eklenmesi için kalıp olarak kullanılır.

Adım Adım Çözüm

1
DNA glikozilaz aktivitesini değerlendir.
Hasarlı baz uzaklaştırılır ve AP (apurinic/apyrimidinic) bölge oluşur.
BER'in ilk adımı spesifik bazın uzaklaştırılmasıdır.
2
AP endonükleaz (APE1) etkisini incele.
AP bölgesinin 5′5' ucu kesilir, bir tarafta 3′−OH3'-OH diğer tarafta 5′−dRP5'-dRP (deoksiriboz fosfat) ucu oluşur.
Polimerazın yeni nükleotid ekleyebilmesi için serbest bir 3'-OH ucuna ihtiyaç vardır.
3
DNA polimeraz ve ligaz etkisini analiz et.
Eksik nükleotid doldurulur ve zincir kapatılır.
Onarımın tamamlanması için sentez ve ligasyon şarttır.

Anahtar Kavram

DNA Hasar Tamir Mekanizmalarında Enzim-Fonksiyon Eşleşmesi
Tahmini Süre:1m 30s
Soru 9Soru →

Güneş ışığındaki ultraviyole (UV) radyasyonun etkisiyle DNA molekülünde oluşan pirimidin dimerlerini tanıyan ve bu bölgeyi kesip çıkararak uzaklaştıran "XP proteinlerinin" (Xeroderma Pigmentosum proteinleri) temel görev aldığı tamir mekanizması aşağıdakilerden hangisidir?

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: Nükleotid eksizyon tamiri

Cevap

Xeroderma Pigmentosum proteinlerinin görev aldığı mekanizma nükleotid eksizyon tamiridir.
Doğru yanıt olan nükleotid eksizyon tamiri (NER), ultraviyole ışınlarının neden olduğu timin dimerleri gibi DNA yapısını bozan hacimli lezyonları tamir eden temel yoldur. Bu yolun herhangi bir basamağındaki (XP-A'dan XP-G'ye kadar olan proteinler) genetik defekt, güneş ışığına aşırı duyarlılık ve erken yaşta cilt kanseri gelişimi ile karakterize Xeroderma Pigmentosum hastalığına yol açar.

Adım Adım Çözüm

1
Hasarın tipini belirleyin.
Ultraviyole (UV) ışığı DNA'da pirimidin (genellikle timin) dimerlerine yol açar.
UV fotonları komşu pirimidin bazları arasında kovalent bağ oluşumunu tetikler.
2
Görevli proteinleri tanımlayın.
XP proteinleri (Xeroderma Pigmentosum A'dan G'ye kadar olan grup), bu hacimli hasarı tanır.
Bu proteinler DNA helikaz aktivitesi ile sarmalı açar ve hasarlı bölgeyi çevreleyen nükleotid dizisini belirler.
3
Tamir mekanizmasını eşleştirin.
Büyük bir nükleotid parçasının kesilip çıkarıldığı bu süreç nükleotid eksizyon tamiri (NER) olarak adlandırılır.
NER mekanizması, DNA sarmal yapısını bozan hacimli (bulky) hasarların giderilmesinde uzmanlaşmıştır.

Anahtar Kavram

Nükleotid Eksizyon Tamiri (NER) ve Xeroderma Pigmentosum
Tahmini Süre:45s
Soru 10Soru →

Hücrede reaktif oksijen türleri nedeniyle oluşan oksidatif DNA hasarlarından biri olan 8−okso−guanin8-okso-guanin (8−oxoG8-oxoG), replikasyon sırasında sitozin yerine adenin ile eşleşme eğilimindedir. Bu 'A:8−oxoGA:8-oxoG' yanlış eşleşmesini saptayarak yanlış bazın 'glikozid bağını' koparan ve bu sayede Baz Eksizyon Tamiri (BER) yolağını başlatan spesifik enzimdeki kalıtsal eksiklik, aşağıdaki klinik tablolardan hangisine yol açar?

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: MUTYH-ilişkili polipozis (MAP)

Cevap

Doğru yanıt, MUTYH enzimindeki (bir DNA glikozilaz) defekt sonucu gelişen MUTYH-ilişkili polipozis (MAP) tablosudur.
Oksidatif stres (ROS) sonucu DNA'da en sık oluşan hasar 8−okso−guanin8-okso-guanin (8−oxoG8-oxoG)'dir. Bu baz, replikasyon sırasında yanlışlıkla Adenin (AA) ile eşleşerek G:C→T:AG:C \rightarrow T:A transversiyon mutasyonuna neden olur. MUTYH geni tarafından kodlanan 'glikozilaz', bu yanlış yerleşen adenini glikozid bağını kopararak uzaklaştırır. Bu enzimin eksikliği, literatürde MUTYH-ilişkili polipozis (MAP) olarak bilinen ve otozomal resesif geçişli olmasıyla diğer polipozis sendromlarından ayrılan tabloya yol açar.

Adım Adım Çözüm

1
Hasar tipini ve sonucunu belirle
Oksidatif stres sonucu oluşan 8−okso−guanin8-okso-guanin (8−oxoG8-oxoG), sitozin yerine adenin (AA) ile yanlış eşleşir.
8−oxoG8-oxoG, mutajenik bir bazdır ve replikasyon sırasında transversiyon mutasyonlarına zemin hazırlar.
2
Tamir mekanizmasını ve ilgili enzimi saptanması
Bu 'A:8−oxoGA:8-oxoG' yanlış eşleşmesi, Baz Eksizyon Tamiri (BER) yolağında görevli MUTYH glikozilazı ile onarılır.
Glikozilazlar, hasarlı veya yanlış bazı glikozid bağını kopararak uzaklaştırır ve bir AP sitesi oluşturur.
3
Klinik korelasyonu kur
MUTYH enzimindeki kalıtsal eksiklik, otozomal resesif geçişli bir kolon polipozisi olan MAP'a yol açar.
Onarılamayan A:8−oxoGA:8-oxoG eşleşmeleri, kolon epitelyal hücrelerinde birikerek neoplazi sürecini başlatır.

Anahtar Kavram

Baz Eksizyon Tamiri (BER) yolağında spesifik DNA glikozilazların (MUTYH gibi) rolü ve klinik hastalıklarla ilişkisi.
Tahmini Süre:1m 30s
Soru 11Soru →

Nükleotid eksizyon tamiri (NER) mekanizması; genomun tamamında işleyen 'Global Genom Tamiri' (GGR) ve aktif olarak transkripte edilen genlerdeki hasarları hızla onarmak üzere özelleşmiş 'Transkripsiyonla İlişkili Tamir' (Transcription-Coupled Repair - TCR) olmak üzere iki alt yolağa sahiptir. TCR yolağında görevli proteinlerdeki defekt sonucu gelişen, nörolojik dejenerasyon, gelişme geriliği ve erken yaşlanma ile karakterize olan klinik tablo aşağıdakilerden hangisidir?

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: Cockayne sendromu

Cevap

Transkripsiyonla ilişkili tamir (TCR) yolağındaki defektler Cockayne sendromuna yol açar.
Doğru cevap Cockayne sendromudur. Transkripsiyonla ilişkili tamir (TCR), nükleotid eksizyon tamirinin (NER) bir koludur ve RNA polimerazın bir hasar bölgesinde takılmasıyla CSA ve CSB proteinleri aracılığıyla başlatılır. Bu proteinlerdeki mutasyonlar Cockayne sendromuna (cücelik, ışığa duyarlılık, nörolojik dejenerasyon) yol açar.

Adım Adım Çözüm

1
NER yolağının alt tiplerini belirle.
NER; Global Genom Tamiri (GGR) ve Transkripsiyonla İlişkili Tamir (TCR) olarak ikiye ayrılır.
Soru spesifik olarak TCR yolağındaki defekti sormaktadır.
2
TCR mekanizmasının tetikleyici faktörünü hatırla.
TCR, aktif transkripsiyon sırasında RNA polimerazın bir DNA hasarına (örneğin pirimidin dimeri) çarpıp duraksamasıyla tetiklenir.
Hücrenin en önemli genlerini öncelikli onarma stratejisidir.
3
Klinik sendrom eşleştirmesi yap.
CSA ve CSB proteinleri bu duraksamış polimerazı tanır. Bu proteinlerin eksikliği Cockayne sendromuna neden olur.
TCR defektleri nörolojik bulgular ve erken yaşlanma (progeria) ile karakterizedir.

Anahtar Kavram

Nükleotid Eksizyon Tamiri (NER) alt yolağı olan TCR ve klinik korelasyonu (Cockayne Sendromu).
Soru 12Soru →

DNA molekülünde kendiliğinden oluşan sitozin deaminasyonu (urasil oluşumu) veya alkillenme gibi küçük baz modifikasyonlarının tamirinde görev alan 'Baz Eksizyon Tamiri' (BER) mekanizmasında; spesifik bir DNA glikozilazın hasarlı bazı uzaklaştırmasıyla ortaya çıkan apürinik/apirimidinik (AP) bölgeleri tanıyan ve bu bölgelerdeki fosfodiester bağını kesen temel enzim aşağıdakilerden hangisidir?

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: AP endonükleaz

Cevap

Baz Eksizyon Tamiri (BER) yolunda, hasarlı bazın uzaklaştırılmasıyla oluşan AP bölgelerini tanıyan ve iskeleti kesen enzim AP endonükleazdır.
DNA glikozilazlar tarafından oluşturulan apürinik veya apirimidinik (AP) bölgeler, hücre için sitotoksiktir. AP endonükleaz, bu özgül hasarı tanıyarak fosfodiester bağını hidrolize eder ve DNA polimerazın sentez yapabilmesi için gerekli olan serbest ucu sağlar.

Adım Adım Çözüm

1
Hasar tipini belirle
Sitozin deaminasyonu (urasil oluşumu) küçük bir baz modifikasyonudur.
Küçük baz modifikasyonları Nükleotid Eksizyon Tamiri (NER) yerine Baz Eksizyon Tamiri (BER) ile onarılır.
2
BER yolunun ilk basamağını analiz et
DNA glikozilaz hasarlı bazı (urasil) uzaklaştırır ve geriye bazsız bir şeker-fosfat (AP bölgesi) kalır.
Glikozilazlar sadece glikozid bağını koparır, iskeleti kesmez.
3
AP bölgesine etki eden enzimi saptanması
AP endonükleaz bu bölgeyi tanır ve iskelette 5′5' ucundan kesi yapar.
Tamir işleminin devam edebilmesi için polimerazın bağlanabileceği serbest uçlar oluşturulmalıdır.

Anahtar Kavram

Baz Eksizyon Tamiri (BER) Enzymatic Sequence

Daha Fazla Pratik

Nükleotid Eksizyon Tamiri (NER) ve Baz Eksizyon Tamiri (BER) arasındaki temel farkları (hasar tipi ve enzimler) karşılaştıran bir tablo hazırlamak bu konuyu pekiştirir.
Tahmini Süre:50s
Soru 13Soru →

Nükleotid eksizyon tamiri (NER) mekanizması, özellikle UV ışınlarının etkisiyle oluşan pirimidin dimerleri gibi DNA yapısında hacimli (bulky) distorsiyonlara yol açan hasarların onarımında kritik rol oynar. Bu mekanizmada, hasarlı bölge belirlendikten sonra çift sarmalın lokal olarak açılmasını (unwinding) sağlayan ve helikaz aktivitesine sahip olan protein kompleksi aşağıdakilerden hangisidir?

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: TFIIHTFIIH kompleksi

Cevap

TFIIHTFIIH kompleksi
Nükleotid eksizyon tamirinde (NER), hasarlı bölgedeki DNA sarmalının açılmasından sorumlu olan yapı TFIIHTFIIH kompleksidir. Bu kompleks, transkripsiyonda da görev almasına rağmen, onarım sırasında XPBXPB (3′→5′3'\rightarrow 5') ve XPDXPD (5′→3′5'\rightarrow 3') alt birimlerinin helikaz gücüyle DNA zincirlerini birbirinden ayırır.

Adım Adım Çözüm

1
Hasar bölgesinin (pirimidin dimeri vb.) tanınması
Hasarın yerleşimi belirlenir ve onarım proteinleri bölgeye çağrılır.
Tamirin başlayabilmesi için genomdaki yapısal bozukluğun tespit edilmesi gerekir.
2
TFIIHTFIIH kompleksinin hasar bölgesine bağlanması ve sarmalı açması
Helikaz aktivitesi (XPB/XPD) ile DNA çift sarmalı yaklaşık 2525-3030 baz çifti boyunca açılır.
Sarmalın açılması, ekzizyon nükleazlarının hasarlı zinciri kesebilmesi için alan oluşturur.
3
Hasarlı segmentin endonükleazlar (XPF ve XPG) tarafından kesilmesi
Hasarı içeren yaklaşık 2727-2929 nükleotidlik parça uzaklaştırılır.
Hatalı nükleotidlerin fiziksel olarak zincirden atılması onarımın temelidir.

Anahtar Kavram

Nükleotid Eksizyon Tamiri (NER) ve TFIIHTFIIH Kompleksinin Rolü

İpuçları

1
Bu protein kompleksi aynı zamanda RNA polimeraz II aracılı transkripsiyonun başlatılmasında da görev alan bir genel transkripsiyon faktörüdür.
2
NER mekanizmasında DNA sarmalını açan proteinin mutasyonları Xeroderma Pigmentosum ve Cockayne Sendromu gibi hastalıklara yol açabilir.
3
Bu kompleks, XPB ve XPD adı verilen iki önemli helikaz alt birimi içerir.

Daha Fazla Pratik

Xeroderma Pigmentosum klinik tipleri ile onarım basamakları arasındaki ilişkiyi inceleyebilirsiniz.
Tahmini Süre:1m 15s
Soru 14Soru →

Hücrede iyonize radyasyon ve serbest radikallerin etkisiyle meydana gelen en tehlikeli hasar tipi olan çift zincir kırıklarını (Double Strand Breaks) saptayarak p53p53 proteinini aktive eden, mutasyonunda progresif serebellar ataksi, okülokutanöz telanjiektaziler ve immün yetmezlik ile karakterize tabloya yol açan protein aşağıdakilerden hangisidir?

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: ATM (Ataxia-Telangiectasia Mutated)

Cevap

Ataksi-Telenjiekstazi hastalığında eksik olan ve DNA çift zincir kırıklarını tanıyan protein ATM (Ataxia-Telangiectasia Mutated) proteinidir.
ATM (Ataxia-Telangiectasia Mutated) proteini, iyonize radyasyon kaynaklı çift zincir kırıklarını (DSB) saptayan ve p53p53, BRCA1BRCA1, CHK2CHK2 gibi kritik proteinleri fosforilleyerek hücre döngüsünü kontrol eden bir serin/treonin kinazdır. Bu proteinin yokluğunda hücreler DNA hasarına rağmen bölünmeye devam eder (genomik instabilite), bu durum klinik olarak progresif serebellar ataksi, okülokutanöz telanjiektaziler, immün yetmezlik ve radyosensitivite ile karakterize Ataksi-Telenjiekstazi tablosuna yol açar.

Adım Adım Çözüm

1
Hasar tipini ve nedenini belirleyin.
İyonize radyasyon, DNA omurgasında her iki zincirin birden kırılmasına (Double Strand Breaks - DSB) yol açar.
Çift zincir kırıkları, hücrenin genomik bütünlüğü için en tehdit edici hasar tipidir.
2
Hasarı saptayan sinyal molekülünü tanımlayın.
ATM kinaz, DSB bölgelerine bağlanarak aktifleşir.
ATM, bu hasar tipine özgü birincil sensör ve sinyal ileticidir.
3
Hücresel yanıtı ve klinik korelasyonu doğrulayın.
Aktive olan ATM, p53p53 proteinini fosforilleyerek hücre döngüsünü G1/SG_1/S fazında durdurur. Eksikliği ise Ataksi-Telenjiekstazi sendromuna yol açar.
Sendromun adı (Ataxia-Telangiectasia) ve proteinin adı (ATM) birbiriyle doğrudan ilişkilidir.

Anahtar Kavram

DNA Çift Zincir Kırık Tamiri ve ATM Kinazın Rolü
Tahmini Süre:1m 30s
Soru 15Soru →

DNA yapısında sitozinin deaminasyonu sonucu ortaya çıkan urasil gibi anormal bazların onarılmasında görev alan ve hasarlı baz ile şeker-fosfat omurgası arasındaki NN-glikozidik bağı kopararak Baz Eksizyon Tamiri (BERBER) yolağını başlatan ilk enzim aşağıdakilerden hangisidir?

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: DNA glikozilaz

Cevap

DNA glikozilaz, baz eksizyon tamirini başlatan ve NN-glikozidik bağı koparan enzimdir.
DNA glikozilaz enzimi, baz eksizyon tamirinin (BERBER) ilk basamağını katalizler. Bu enzim, DNA üzerindeki anormal veya hasarlı bazları (örneğin sitozin deaminasyonu ile oluşan urasili) spesifik olarak tanır ve baz ile şeker-fosfat omurgası arasındaki NN-glikozidik bağı kopararak 'apürinik' veya 'apirimidinik' (APAP) bir bölge oluşturur.

Adım Adım Çözüm

1
Hasarlı bazın tanınması
Sitozin deaminasyonu ile oluşan urasil bazı spesifik bir DNA glikozilaz tarafından saptanır.
Tamir işleminin başlaması için hasarın doğru tanımlanması gerekir.
2
NN-glikozidik bağın koparılması
DNA glikozilaz, urasil bazı ile deoksiriboz şekeri arasındaki bağı kopararak bazı uzaklaştırır.
Baz uzaklaştırıldığında tamirin sonraki aşamaları için serbest bir bölge (APAP bölgesi) oluşur.
3
APAP bölgesinin işlenmesi
APAP endonükleaz ve fosfodiesteraz enzimleri şeker-fosfat omurgasını keserek boşluğu hazırlar.
DNA polimerazın yeni nükleotid ekleyebilmesi için omurganın açılması şarttır.

Anahtar Kavram

Baz Eksizyon Tamiri (BERBER) basamakları ve ilk enzim olan DNA glikozilazın görevi.

İpuçları

1
Soruda bahsedilen mekanizma tek bir bazın hasar görmesiyle ilgilidir (Baz Eksizyon Tamiri).
2
Bu enzim, baz ile şeker arasındaki 'glikozidik' bağı hedef alarak bir 'boşluk' (APAP bölgesi) yaratır.
3
Yolağın isminde de geçen bu enzim, doğrudan DNA üzerindeki 'glikozil' grubunu işleyen 'DNA glikozilaz'dır.

Daha Fazla Pratik

Baz eksizyon tamirinde oluşan APAP bölgesinden sonra görev alan enzim sırasını (Endonükleaz -> Polimeraz -> Ligaz) çalışabilirsiniz.
Tahmini Süre:45s
Soru 16Soru →

DNA replikasyonu sırasında proofreading (okuma denetimi) mekanizmasından kaçan yanlış eşleşmiş bazların (mismatch) onarılması, genomik stabilitenin korunması için kritiktir. Ökaryotik hücrelerde bu süreçte görev alan proteinlerdeki defektler, mikrosatellit instabilitesi ve kalıtsal non-polipozis kolorektal kanser (Lynch Sendromu) ile sonuçlanmaktadır. Buna göre, ökaryotik Yanlış Eşleşme Tamiri (MMR) mekanizması ve bu mekanizma ile ilişkili proteinlerin özellikleri hakkında aşağıdakilerden hangisi doğrudur?

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: Ökaryotlarda yeni sentezlenen (hatalı) zincirin tanınması, prokaryotlardaki gibi DNA metilasyonu üzerinden değil; replikasyon sırasında oluşan nickler (kesikler) ve PCNA etkileşimi üzerinden gerçekleşir.

Cevap

Ökaryotlarda yeni sentezlenen zincirin tanınması nickler ve PCNA etkileşimi üzerinden gerçekleşir.
Ökaryotik hücrelerde replikasyon sırasındaki hata onarımı (MMR) için yeni zincirin ayırt edilmesi, replikasyon çatalındaki fiziksel ipuçları (özellikle kesintili zincirdeki nickler) ve replikasyon faktörü PCNA'nın asimetrik yerleşimi sayesinde gerçekleşir. Bu, prokaryotlardaki Dam metilaz bağımlı sistemden en temel farkıdır.

Adım Adım Çözüm

1
Yanlış eşleşmenin tanınması
MSH2-MSH6 (MutSα) kompleksi yanlış eşleşmiş bazı tespit eder.
Onarımın başlayabilmesi için hatanın lokalize edilmesi gerekir.
2
Zincir ayrımı (Strand discrimination)
Ökaryotik hücrelerde yeni sentezlenen zincirdeki nickler (kesikler) ve PCNA yardımıyla yeni zincir eski (kalıp) zincirden ayırt edilir.
Hangi zincirin 'yanlış' olduğunu belirlemek için prokaryotlardaki metilasyon yerine bu mekanizma kullanılır.
3
Uzaklaştırma ve Sentez
Ekzonükleaz 1 (EXO1) hatalı segmenti sindirir, boşluk DNA polimeraz delta/epsilon ile doldurulur ve ligaz ile kapatılır.
Hatanın giderilip genomun orijinal haline döndürülmesi sağlanır.

Anahtar Kavram

Ökaryotik MMR Mekanizması ve Yeni Zincir Tanınması

İpuçları

1
Prokaryotlarda MMR, yeni sentezlenen zincirin henüz metillenmemiş olmasına dayanır. Ökaryotlarda ise metilasyon farklı bir amaçla kullanılır.
2
Replisomdaki hangi yardımcı proteinin (kelepçe/clamp) MMR proteinleri ile etkileşime girdiğini hatırlayın.
3
Eukaryotik MMR'da Pol beta değil, replikasyonda görev alan ana polimerazlar (delta/epsilon) sentez basamağını üstlenir.

Daha Fazla Pratik

MMR sistemindeki defektlerin neden olduğu Mikrosatellit İnstabilitesi (MSI) testinin Lynch sendromu tanısındaki yerini gözden geçirin.
Tahmini Süre:1m 30s
Soru 17Soru →

DNA yapısında bulunan sitozin bazının kendiliğinden deaminasyonu sonucu oluşan urasilin onarımı "Baz Eksizyon Tamiri" (BER) mekanizması ile gerçekleştirilir. Bu onarım sürecinde, ilgili DNA glikozilaz enzimi tarafından bazın uzaklaştırılmasıyla meydana gelen apürinik/apirimidinik (AP) bölgesini tanıyarak şeker-fosfat omurgasını 5′5' ucundan hidrolize eden enzim aşağıdakilerden hangisidir?

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: AP endonükleaz

Cevap

Baz Eksizyon Tamiri (BER) sürecinde AP bölgesini tanıyan ve şeker-fosfat omurgasını 5′5' ucundan kesen enzim AP endonükleazdır.
Baz Eksizyon Tamiri (BER) mekanizmasında, hasarlı baz (örneğin urasil) bir DNA glikozilaz tarafından uzaklaştırıldıktan sonra geriye sadece şeker ve fosfat grubunun kaldığı bir bölge (AP bölgesi) kalır. AP endonükleaz, bu bölgeyi tanır ve şeker-fosfat omurgasını bu bölgenin 5′5' ucundan keserek bir serbest uç oluşturur. Bu adım, DNA polimerazın boşluğu doldurabilmesi için kritiktir.

Adım Adım Çözüm

1
Hasar tipini belirle
Sitozinin urasile deaminasyonu tek bazlık bir hasardır.
Urasil DNA'da normalde bulunmaz ve spesifik bir DNA glikozilaz tarafından tanınır.
2
Onarım yolağını seç
Tek bazlık hasarlar Baz Eksizyon Tamiri (BER) ile onarılır.
NER yolağı daha büyük, hacimli (bulky) lezyonlar için kullanılır.
3
Enzimatik sırayı analiz et
DNA Glikozilaz →\rightarrow AP Endonükleaz →\rightarrow DNA Polimeraz β\beta →\rightarrow DNA Ligaz
Baz uzaklaştırıldıktan sonra omurganın açılması için bir endonükleaz aktivitesi gereklidir.

Anahtar Kavram

Baz Eksizyon Tamiri (BER) mekanizması ve AP endonükleazın rolü

İpuçları

1
Bu mekanizma 'Baz Eksizyon Tamiri'dir ve bazın atılmasından sonraki adımı sorar.
2
Geriye kalan 'bazsız' (AP) bölgeye müdahale eden enzim ismini bu bölgeden alır.

Daha Fazla Pratik

Nükleotid Eksizyon Tamiri (NER) mekanizmasında XP proteinlerinin ve TFIIH kompleksinin rollerini gözden geçirin.
Tahmini Süre:1m 15s
DNA Hasarı ve Tamir Mekanizmaları Alıştırma Soruları — TUS - Tıpta Uzmanlık Sınavı | Examkin