Proces DNA-reparatie verder ontrafeld
AMSTERDAM - Wanneer ons genetisch materiaal beschadigd raakt, lukt het ons lichaam meestal om de schade te herstellen.
Foto: Cees Dekker lab TU Delft / Tremani’
In dat herstelproces gaat het kapotte stukje DNA eerst op zoek naar eenzelfde stukje dat nog intact is. Die ontdekking publiceren nanowetenschappers van de TU Delft onder leiding van Cees Dekker in de nieuwste editie van Molecular Cell.
Het DNA in onze cellen kan op verschillende manieren beschadigd raken. Door UV-straling of sigarettenrook bijvoorbeeld, maar ook gewoon door zuurstof.
Meestal is de schade klein, maar het komt ook wel eens voor dat de strengen van het DNA helemaal doormidden breken, vergelijkbaar met een volledige botbreuk.
Gebroken DNA kan niet meer goed afgelezen worden waardoor de cel van slag raakt. Er kan dan ook kanker ontstaan, omdat er verkeerde signalen afgegeven worden die ongeremde celvermenigvuldiging veroorzaken.
Gereedschappen
Gelukkig beschikt het lichaam over gereedschappen, eiwitten, om deze schade te herstellen. De Delftse onderzoekers ontrafelden de werking van deze gereedschapeiwitten. Ze vormen een vezelstructuur om het afgebroken stukje DNA heen.
Vervolgens zoekt het gereedschap naar een stukje intact DNA met hetzelfde stukje code, om af te kijken hoe het de schade kan herstellen. Dat lijkt eenvoudig, maar iedere cel bevat een code die bestaat uit drie miljard bouwstenen.
Ingenieus apparaat
De Delftenaren bouwden een ingenieus apparaat om het proces op moleculair niveau te bestuderen. Het bestaat uit een magnetische pincet van enkele micrometers groot (een tiende van de dikte van een haar) en een laser, die de opgerolde DNA-moleculen iets uitrolde. Daarmee konden ze zowel het DNA als het gereedschapseiwit manipuleren.
De onderzoekers bestudeerden dit zoekproces in de bacterie E. coli. Ze ontdekten dat het vezelachtige gereedschapseiwit beschikt over twee vlak naast elkaar zittende koppelpunten, een voor het kapotte DNA en een voor de stukjes intact DNA om mee te vergelijken.
In razend tempo koppelt het ene na het andere stukje, tot het juiste is gevonden. Direct wordt het steviger verankerd, om zo snel mogelijk gekopieerd te worden. Binnen een paar minuten is de gebroken DNA-streng hersteld.
Startpagina