MOD2 HC4

hoe DNA bedreigd

replicatiefouten

invloeden van buitenaf

chemische reacties

voorbeelden dna schade

beschadigde base

verbinding tussen basen

strengbreuk

mutatie

als de verandering in DNA blijvend is, bij celdeling doorgegeven

verkeerde base

meestal corrigeerbaar, niet meer als 2e streng is aangelegd

s fase

dna kopieren

waarom is dna kopieren zo nauwkeurig

• baseselectie door DNA-polymerase

  • foutkans 10^-5

• proofreading

  • van 10^-5 naar 10^-7

• mismatchreparatie

  • nu 10^-10

polymerase

selecteert de juiste base en vult hem in

proofreading

DNA polymerase hebben 3→5’ exo nuclease activitiet

hiermee foute base aan uiteinde verwijderen

welke DNA polymerase zijn goed in proofreading

polymerase eta en delta, gecodeerd door POLE en POLD1

pathogeen en proofreading

soms meer fouten door slechte proofreading

erfelijke varianten van POLE en POLD1 → polymerase genoeg maar afwijkende foutcorrectie → colorectale adenomen en carcinomen

adenoom

goedaardig

(carcinoom kwaadaardig)

mismatch repair

herkent verkeerde basen en insertie en deletielussen (wat proofreading niet heeft herkend)

dan deel van streng verwijderd → DNA polymerase gaat opnieuw deel streng maken

DNA ligase sluit onderbreking

MSH2 en MSH6

doen mismatch repair systeem: herkennen van fouten

MLH1 PMS2

helpen na mismatch repair de nieuwe DNA streng herstellen

lynch syndroom

erfelijke aanleg voor kanker door variant MLH1, MSH2, MSH6 of PMS2

autosomaal dom (fout in 1 allel verhoogt sws de kans op kanker)

als andere allel uitvalt → mismatch repair deficientie (lynch is erfelijk maar dMMR niet)

mismatch repair deficientie bij lynch

veel replicatiefouten, inserties en deleties bij korte herhaalde DNA sequenties→ verhoogde kans op vooral colorectaal en endometrium carcinoom

micro satelliet instabiliteit

verandering in lengte van korte herhaalde DNA sequenties

kans op bij mismatch repair deficientie

tumor en mismatch repair

kan uitvallen als het een tumor is geworden

bv door promotor methylering MLH1

hoe wordt DNA beschadigd

UV, ioniserende straling, stoffen uit tabak, chemisch, medisch (bv chemo)

normale processen cel: reactieve O, spontane chemische reacties

wat voor DNA schades zijn er

• base modificaties

• omvangrijke DNA adducten

• enkel en dubbenstrengs breuken

• interstrand crosslinks

herstel mech afh van type beschadiging

depurinatie

purinebase (A of G) weg door hydrolyse base-suiker

→ abasische plaats

(1000 per dag per cel, meestal geen mutatie)

deaminatie 5 methyl cytosine

dan krijg je thymine → T:G mismatch → na replicatie T:A

beschadiging en polymerase

normaal polymerase geblokkeerd dus TLS polymerase: schade tollereren en replicatie gaat daar door, niet schade verwijderen

minder nauwkeurig

DNA polymerase eta

gecodeerd door POLH

UV geinduceerde thymine-dimeren passeren

belangrijk want anders komt er een andere polymerase die meer mutaties veroorzaken

Base excision repair (BER)

herstelt kleine beschadigingen zoals oxidatieve en deaminatieproducten:

• DNA-glycosylase verwijdert afwijkende base

• DNA-polymerase vult ontbrekende nucleotide aan

• DNA-ligase sluit de streng

nucleotide excision repair (NER)

verwijdert grotere beschadigingen die DNA structuur verstoren, bv UV-fotoproducten, chemische adducten

verwijdert DNA fragment met beschadiging, opnieuw gevuld

wat kan er ontstaan bij UV

cytclobutaan-pyriminedimeren

6-4-fotoproducten

XP

defecten in beide NER allelen

gevoeliger voor UV, meer kans op huidkanker

XP-variant

defecten in beide allelen POLH → defect TLS door polymerase eta

NER kan gwn intact zijn

hoe kunnen dubbelstrengsbreuken ontstaan

ioniserende straling

instorten van replicatievork

non-homologous end joining

2 losse DNA uiteinden aan elkaar verbonden, daardoor soms inserties of deleties

homologe recombinatie

homologe DNA sequentie als matrijs: zusterchromatide

vooral tijdens S en G2 fase

nauwkeurig

wat nodig voor HR

BRCA1 en BRCA2: ondersteunen in stappen HR

interstrand crosslink

covalente verbinding tussen de 2 DNA strengen → replicatie en transcriptie lastig

herstel door fanconi-anemieroute, translesiesynthese, HR

lynchsyndroom

MMR defecten

andere erfelijke kanker vormen

BRCA1/2 mutatie→ verstoring HR

xeroderma pigmentosum

fanconi-anemie

MUTYH-geassocieerde polyposis: onderhoudsprocessen aangedaan

kiembaanvariant BRCA1/2

borst, ovarium en meer afh van het gen

autosomaal dominant, na uitschakelijk resterende kopie → HR def

dit kan ook somatisch gebeuren in niet-erfelijke tumor

HR def

kan door BRCA komen maar kan ook op andere manieren onstaan

mutaties vs chromosomale instabiliteit

mutaties: DNA volgorde, bij colonrectaal met POLE proofreadingmutaties, MMR def → soms gustiger verloop maar geen algemene regel

chromosomale instabiliteit: winsten, verliezen, herschikkingen

prognose afh van

locatie tumor, stadium, moleculaire kenmerken, behandeling

mutatielast en immuunsysteem

meer mutaties → neoantigenen → T cellen → soms juist gunstigere prognose

maar niet altijd: soms remmen antigeenpresentatie en remmende signalen

5 fluorouracil

behandeling

verstoort nucleotidenmetabolisme, DNA/RNA verwerking beinvloeden

werking afh van hoe de cel afwijkingen herkent, werkt minder bij colonrectaa met dMMR, maar kan bij andere met dMMR wel werken

immuuncheckpoint remming

bv blokkade PD-1, daardoor rem van de T cel af

werking afh van herkenning immuunsysteem

werkt vaak beter bij hogere mutatielast, dMMR/MSI hoge tumoren

cisplatine

covalente DNA adducten: veel intra strand verbindingen en klein beetje inter strand crosslinks

→ replicatie en transcriptie geblokkeerd

NER nodig voor intrastrandadducten, HR voor herstel ICL’s

testiculaire kiemceltumoren heel gevoelig want kunnen DNA niet goed herstellen en neiging tot apoptose

synthetische letaliteit

cel overleeft bij verlies functie A of fuctie B, maar gaat dood bij verlies functie A én B

dus bij tumor vaak al 1 proces kapot, 2e dus remmen

PARP 1

herkent enkelstrengsbreuken

ondersteunt herstel

PARP remmers

remmen PARP en houden het op het dna: PARP trappping → replicatievorken hinderen → DNA breuken → HR nodig (BRCA def heeft geen HR)

selectief, maar bijwerkingen en resistentie als tumorcel HR functie herstelt

voorbeeld PARP remmer

olaparib

werkt ook bij somatische BRCA afwijkingen of andere HR def