What happens when your DNA is damaged? - Monica Menesini

المترجم: Ahmad Jarbou المدقّق: Hussain Laghabi

The DNA in just one of your cells

يتعرض الحمض النووي في كل خلية من أجسامنا،

gets damaged tens of thousands of times per day.

إلى الضرر عشرات الآلاف من المرات في اليوم الواحد.

Multiply that by your body's hundred trillion or so cells,

وإذا ما ضربنا هذا الرقم بعدد خلايا جسمنا التي تفوق المئة مليار خلية،

and you've got a quintillion DNA errors everyday.

فإننا نحصل على رقم لا متناه من الأضرار التي تصيب الحمض النووي يومياً.

And because DNA provides the blueprint

ولأن الحمض النووي يقدم مخطط عملٍ

for the proteins your cells need to function,

للبروتينات والذي تحتاجه الخلايا لأداء وظيفتها،

damage causes serious problems, such as cancer.

فإن الضرر الذي يصيبها، قد يسبب مشاكل خطيرة، مثل السرطان.

The errors come in different forms.

قد تحدث الأخطاء في أشكال مختلفة.

Sometimes nucleotides, DNA's building blocks, get damaged,

فأحياناً قد تتضرر النوكليوتيدات، والتي تعد اللبنات الأساسية للحمض النووي.

other times nucleotides get matched up incorrectly,

وفي أحيانٍ أخرى تترابط النوكليوتيدات بشكل غير صحيح،

causing mutations,

الأمر الذي قد يسبب الطفرات.

and nicks in one or both strands can interfere with DNA replication,

وقد تتداخل الشقوق في أحد أو كل الخيوط مع سيرعملية توالد الحمض النووي،

or even cause sections of DNA to get mixed up.

أو قد يسبب أيضاً اختلاطاً بين أقسام الحمض النووي.

Fortunately, your cells have ways of fixing most of these problems

ولكن ولحسن الحظ، فإن لدى خلايا أجسامنا سبلاً عدة لإصلاح معظم تلك المشاكل

most of the time.

في معظم الأوقات،

These repair pathways all rely on specialized enzymes.

تعتمد جميع سبل الإصلاح على الإنزيمات المتخصصة.

Different ones respond to different types of damage.

حيث يستحيب كل أنزيم لنوع معين من الضرر.

One common error is base mismatches.

يعد "عدم تطابق القاعدة" الخطأ الأكثر شيوعاً.

Each nucleotide contains a base,

إذ تحتوي كل النوكليوتيدات على قاعدة،

and during DNA replication,

ويفترض، خلال توالد الحمض النووي،

the enzyme DNA polymerase is supposed to bring in the right partner

أن يجلب أنزيم البوليمير الشريك المناسب

to pair with every base on each template strand.

ليتم تزاوجه مع كل قاعدة في قالب أحد الخيوط.

Adenine with thymine, and guanine with cytosine.

حيث يتزاوج كل من الأدينين مع الثايمين، والجوانين مع السيتوسين.

But about once every hundred thousand additions,

ولكن في كل مائة ألف تزاوج،

it makes a mistake.

قد يحصل خطأ.

The enzyme catches most of these right away,

لكن يتنبه الإنزيم لمعظم تلك الأخطاء فورا،

and cuts off a few nucleotides and replaces them with the correct ones.

ويقتطع بضع نوكليوتيدات ويستبدلها بأخرى صحيحة.

And just in case it missed a few,

وفي حال فاتته بعضها،

a second set of proteins comes behind it to check.

تقوم مجموعة ثانية من البروتينات بالتحقق من سير عمل الأولى.

If they find a mismatch,

وإن وجدت عدم تطابق،

they cut out the incorrect nucleotide and replace it.

فهي تقتطع النوكليوتيدات الخاطئة وتستبدلها بأخرى صحيحة.

This is called mismatch repair.

هذه العملية تسمى "إصلاح عدم التطابق".

Together, these two systems reduce the number of base mismatch errors

وبعمل هذين النظامين معاً، يتم تقليل عدد أخطاء عدم التطابق

to about one in one billion.

إلى حوالي واحد في المليار.

But DNA can get damaged after replication, too.

ولكن يمكن أن يتضرر الحمض النووي بعد عملية التوالد أيضاً.

Lots of different molecules can cause chemical changes to nucleotides.

إذ قد تتسبب الكثير من الجزيئات في تغيرات كيميائية في النوكليوتيدات.

Some of these come from environmental exposure,

وقد تعزى بعض تلك التغيرات إلى عوامل بيئية،

like certain compounds in tobacco smoke.

مثل بعض المكونات الموجودة في دخان التبغ.

But others are molecules that are found in cells naturally,

لكن البعض الآخر يعزى إلى الجزيئات المتواجدة في الخلايا بشكل طبيعي،

like hydrogen peroxide.

مثل بيروكسيد الهيدروجين.

Certain chemical changes are so common

إن بعض التغيرات الكيميائية شائعة جداً

that they have specific enzymes assigned to reverse the damage.

لدرجة أن لديها إنزيمات مخصصة لعكس الضرر.

But the cell also has more general repair pathways.

ولكن لدى الخلية مسارات إصلاح أكثر عمومية أيضاً.

If just one base is damaged,

ففي حالة تلف قاعدة واحدة فقط،

it can usually be fixed by a process called base excision repair.

يمكن عادةً إصلاحها من خلال عملية تسمى "الإصلاح باستئصال القاعدة".

One enzyme snips out the damaged base,

حيث يقوم أحد الأنزيمات باقتصاص القاعدة التالفة،

and other enzymes come in to trim around the site and replace the nucleotides.

لتأتي الأنزيمات الأخرى وتقوم بالتقليم حول موقع الاستئصال وتستبدل النوكليوتيدات.

UV light can cause damage that's a little harder to fix.

كما يمكن للأشعة فوق البنفسجية أن تسبب ضرراً يكون من الصعوبة أكثر إصلاحه.

Sometimes, it causes two adjacent nucleotides to stick together,

إذ أنها تتسبب في التصاق اثنين من النوكليوتيدات المتجاورة ببعضها البعض،

distorting the DNA's double helix shape.

ما يؤدي إلى تشوهٍ في الشكل الحلزوني المزدوج الخاص بالحمض النووي.

Damage like this requires a more complex process

ويتطلب مثل هكذا ضرر عملية أكثر تعقيداً،

called nucleotide excision repair.

تدعى "الإصلاح باستئصال النوكليوتيدات".

A team of proteins removes a long strand of 24 or so nucleotides,

حيث تقوم مجموعة من البروتينات بإزالة خيط طويل مؤلف من حوالي 24 نوكليوتيدات،

and replaces them with fresh ones.

و استبدالها بأخرى جديدة.

Very high frequency radiation, like gamma rays and x-rays,

وتتسبب الإشعاعات ذات الترددات العالية، مثل أشعة جاما والأشعة السينية،

cause a different kind of damage.

بنوع مختلف من الضرر.

They can actually sever one or both strands of the DNA backbone.

إذ بإمكانها قطع أحد أو كل الخيوط التي تشكل العمود الفقري للحمض النووي.

Double strand breaks are the most dangerous.

والأخطر من ذلك كله هو انقطاعهما معاً.

Even one can cause cell death.

ويكفي أن ينقطع أحدهما لتموت الخلايا.

The two most common pathways for repairing double strand breaks

ويدعى السبيلان الأكثر شيوعاً لإصلاح حالات الانقطاع المزدوج

are called homologous recombination and non-homologous end joining.

"إعادة التركيب المتماثل" و"دمج النهايات غير المتجانسة".

Homologous recombination uses an undamaged section of similar DNA as a template.

حيث يستخدم التركيب المتماثل قسماً سليماً ومشابهاً من الحمض النووي كقالب،

Enzymes interlace the damaged and undamgaed strands,

لتقوم بعدها الانزيمات بمشابكة الخيوط التالفة مع الخيوط السليمة،

get them to exchange sequences of nucleotides,

و جعلها تتبادل تسلسل النوكليوتيدات،

and finally fill in the missing gaps

ولتقوم أخيرا بسد الفجوات الناقصة.

to end up with two complete double-stranded segments.

لتحصل في نهاية المطاف على أجزاء كاملة من الخيوط المزدوجة.

Non-homologous end joining, on the other hand,

من جهة أخرى،

doesn't rely on a template.

لا يعتمد دمج النهايات غير المتجانسة على قالب،

Instead, a series of proteins trims off a few nucleotides

بل تقوم سلسلة من البروتينات بتقليم عدد قليل من النوكليوتيدات

and then fuses the broken ends back together.

ثم تدمج النهايتين المنقطعتين معا مرة أخرى.

This process isn't as accurate.

لكن لا تتمتع هذه العملية بالدقة.

It can cause genes to get mixed up, or moved around.

وقد تتسبب في اختلاط الجينات أو تغيير مكانها.

But it's useful when sister DNA isn't available.

لكنها تعد مفيدة في حال عدم توفر قسم مماثل في الحمض النووي.

Of course, changes to DNA aren't always bad.

بطبيعة الحال، لا يمكن القول بأن التغيرات التي تجري في الحمض النووي سيئة دائماً.

Beneficial mutations can allow a species to evolve.

فقد تسمح الطفرات الحميدة بتطور الأنواع.

But most of the time, we want DNA to stay the same.

ولكننا غالباً نوّد أن يبقى الحمض النووي على حاله.

Defects in DNA repair are associated with premature aging

قد ترتبط عيوب إصلاح الحمض النووي بالشيخوخة المبكرة

and many kinds of cancer.

وأنواع كثيرة من السرطان.

So if you're looking for a fountain of youth,

لذا فإذا كنت تبحث عن ينبوع الشباب،

it's already operating in your cells,

فاعلم أنه موجود فعلاً في خلايا الجسم،

billions and billions of times a day.

ويعمل بعدد مليارات ومليارات المرات في اليوم.