PERBAIKAN DNA (DNA REPAIRING) dr.Zulkarnain Edward MS PhD (Bagian Biokimia FK Unand)

PERBAIKAN DNA DNA bukanlah substansi yang lemah, telah dilengkapi dengan mekanisme tertentu yang mampu menetralisasi “gangguan-gangguan” yang terjadi sehingga tidak membawa efek negatif. Mekanisme yang dimiliki DNA tersebut adalah mekanisme DNA repair (perbaikan DNA) yang terjadi pada fase tertentu dalam siklus sel.

Pada fase G1 (Gap 1) terdapat check point yaitu suatu tempat dimana susunan DNA akan dikoreksi dengan seteliti-telitinya. Apabila ada kesalahan, sel mempunyai dua pilihan : Pertama, kesalahan tersebut diperbaiki dengan cara mengaktifkan DNA repair.

Namun, apabila kesalahan yang ada sudah tidak mampu lagi ditanggulangi, sel memutuskan untuk mengambil pilihan kedua yaitu “dimatikan” daripada hidup membawa pengaruh buruk bagi lingkungan sekelilingnya. Saat itulah keputusan untuk berapoptosis diambil. Sel dengan DNA normal akan meneruskan perjalanan untuk melengkapi siklus yang tersisa yaitu S (Sintesis), G2 (Gap 2) dan M (Mitosis).

MEKANISME PERBAIKAN DNA Ada 3 mekanisme utama: 1.Base excision, 2. Nucleotide excision 3. Mismatch repair.   

Base excision (Pemotongan Basa) Basa-basa DNA dapat dirusak melalui deamination atau alkylation.  Tempat kerusakan basa tersebut disebut dengan "abasic site" atau "AP site".  Pada E.coli, enzim DNA glycosylase dapat mengenal AP site dan membuang basanya.  Kemudian AP endonuclease membuang AP site dan nucleotida sekitarnya.  Kekosongan akan diisi dengan bantuan DNA polymerase I dan DNA ligase. 

(Pemotongan nukleotida) Nucleotide excision (Pemotongan nukleotida) Pada E. coli, protein UvrA, UvrB, dan UvrC berperan dalam membuang nukleotida ( dimer akibat UV light).  Kemudian kekosongan akan diisi dengan bantuan enzim DNA polymerase I dan DNA ligase.  Pada yeast,  proteins Uvr's dikenal dengan nama RADxx ("RAD" kependekan dari "radiation"), seperti RAD3, RAD10 dll

(Perbaikan yang tidak berpasangan) Mismatch repair (Perbaikan yang tidak berpasangan) Untuk memperbaiki basa yang tidak berpasangan harus diketahui pasangan basa mana yang salah. Pada E. coli, ini dapat diketahui oleh methylase yang disebut dengan "Dam methylase", dimana dapat memetilasi adenines yang terdapat pada urutan (5')GATC .  Segera sesudah replikasi DNA, template strand dimetilasi, tetapi strand yang baru disintesa belum dimetilasi. Jadi antara template strand dan new strand akan berbeda. .

Dimulai dengan berikatannya protein MutS pada mismatched base pairs Dimulai dengan berikatannya protein MutS pada  mismatched base pairs.  Kemudian MutL mengaktifkan MutH untuk bergabung bersama pada urutan GATC. MutH akan membelah strand yang tidak dimetilasi pada tempat GATC .  Selanjutnya, segment dari tempat pembelahan akan dibuang oleh enzim exonuclease (dengan bantuan enzim helicase II dan SSB proteins).

Bila pembelahannya pada bagian 3' dari kerusakan, akan dipotong oleh enzim exonuclease I dan bila pada bagian 5' oleh enzim exonuclease VII atau RecJ untuk mendegradasi single tranded DNA.   Kekosongannya akan diisi dengan bantuan enzim DNA polymerase III dan DNA ligase. Jarak antara tempat GATC dengan kerusakan bisa mencapai sepanjang 1,000 base pairs   Bagaimanapun juga perbaikan sistem ini mahal dan tidak efisien.

TERIMA KASIH