Külső hatások és természetes sejtbeli folyamatok révén akár 100.000 DNS-hiba is keletkezhet egy sejtben egy nap alatt. A DNS-ben tárolt információ megőrzésének, és részben a rák kialakulásának megakadályozásához ezen hibákat ki kell javítani. Rendkívül érdekes stratégiákat tárnak fel számunkra a hibajavítási útvonalak, és az egyikükben szerepet játszó RecQ helikáz fehérjék.

1. DNS hibajavítás, rák és RecQ
helikázok
Kocsis Zsuzsa
ELTE Biokémiai Tanszék,
ELTE-MTA “Lendület” Motor
Enzimológiai Kutatócsoport: mk-lab.org
2013.11.14.

2. A DNS
szerkezet
•Cukor és foszfát egységek alkotják a
gerincet
•Négy szerves bázis: kettő-kettő
egymást kölcsönösen meghatározza
•A bázisok hármassával adják a kódot
•Két szál

3. A hibák okai
Endogén források:
Oxidatív károsítás
(szabad gyökök-oxigén anyagcsere)
Replikatív hibák
Spontán DNS módosulás
Alkiláló szerek
Exogén források:
UV-sugárzás
Légszennyezés
Dohányzás
Élelmiszerek
(malondialdehid)
Diagnosztika
(ionizáló sugárzás
Röntgen sugárzás)
Kemoterápia

4. A DNS-ben
keletkező
hibák:
akár 100.000
hiba/nap/sejt1
1: Lodish et al, Molecular biology of the Cell, 2004

5. A rák kialakulása

6. A tumor kialakulásához szükséges
Túl sok sejt: túl gyors osztódás, lassú pusztulás
1, Külső szabályozás nélküli sejtosztódás – oncogének aktiválódása
2, Rezisztencia a növekedési gátlással szemben – pl. kontakt gátlás megszűnése
3, Programozott sejthalál kiiktatása – pl. az anoikis jelenségének felfüggesztése
4, Immortalizáció, az öregedés megszűnése – telomeráz enzimaktivitás megjelenése
5, Angiogenezis elősegítése – új vérerek kialakulása a daganat ellátása érdekében
6, Invázió és metasztázis – proteázok szekréciója, fokozott sejtmozgás, integrinek
kicserélődése, stb.
Folyamatos hiba felhalmozás: Nincs két ugyanolyan ráksejt!!

7. Hibajavító útvonalak
Mismatch javítás
Rekombináció-alapú
javítás
HR / NHEJ
Hiba-tolerancia
TLS
Kivágó javító útvonalak:
BER / NER

8. A homológ
rekombinációs
javítás
Decognites A., et al. Front Genet. 2013

9. A RecQ helikázok
• Helikázok!
• Hiánybetegségeik: Bloom, Werner, Rothmund-
Thompson szindróma
• Genomkarbantartók: homológ rekombináció
nem-mutagén irányba
D-loop felbontása
• Replikációs villa
• Telomer karbantartás
Williams and Wilkens Publishing

10. Domén-
szerkezet

12. Módszerünk: a Stopped-flow
Források: http://www.atascientific.com.au, és http://chemwiki.ucdavis.edu

13. Mérhető adatok
1E-4 1E-3 0,01 0,1 1
0,4
0,6
0,8
1,0
10
-4
Normalizált
Trp
fluoreszcencia
Idő (s)
10
-3
0 50 100 150 200 250
0
6
12
300
600
900
1200
ADP.AlF4
apo
ADP.AlF4
AMPPNP
ADP
AMPPNP
ADP
apo
k
megfigyelt
(s
-1
)
[dT54
] (M, nt)

14. Extension
(µM)
Módszerünk: a magnetic tweezer

15. Köszönöm a figyelmet!
• A kutatás a TÁMOP 4.2.4.A/1-11-1-
2012-0001 azonosító számú Nemzeti
Kiválóság Program – Hazai hallgatói,
illetve kutatói személyi támogatást
biztosító rendszer kidolgozása és
működtetése országos program című
kiemelt projekt keretében zajlott. A
projekt az Európai Unió
támogatásával, az Európai Szociális
Alap társfinanszírozásával valósul meg.