What happens when your DNA is damaged? - Monica Menesini

Μετάφραση: Anastasia Moraiti Επιμέλεια: Lucas Kaimaras

The DNA in just one of your cells

Το DNA σε ένα και μόνο από τα κύτταρά σου

gets damaged tens of thousands of times per day.

υφίσταται βλάβες δεκάδες χιλιάδες φορές κάθε μέρα.

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

Πολλαπλασίασε αυτό με τα 100 τρις εκατομμύρια περίπου κύτταρα του σώματος,

and you've got a quintillion DNA errors everyday.

και έχεις ένας πεντάκις εκατομμύριο λαθών στο DNA κάθε μέρα.

And because DNA provides the blueprint

Και, επειδή το DNA παρέχει το προσχέδιο

for the proteins your cells need to function,

για τις πρωτεΐνες που τα κυτταρά σου χρειάζονται για να λειτουργήσουν,

damage causes serious problems, such as cancer.

οι βλάβες μπορεί να προκαλέσουν σοβαρά προβλήματα, όπως καρκίνο.

The errors come in different forms.

Τα λάθη μπορεί να έχουν διάφορες μορφές.

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

Κάποιες φορές τα νουκλεοτίδια, τα δομικά στοιχεία του DNA υφίστανται βλάβες,

other times nucleotides get matched up incorrectly,

άλλες φορές τα νουκλεοτίδια ζευγαρώνουν με λάθος τρόπο,

causing mutations,

προκαλώντας μεταλλάξεις,

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

και οι εγκοπές στη μία ή στις δύο αλυσίδες μπορεί να παρέμβουν στην αντιγραφή του DNA

or even cause sections of DNA to get mixed up.

ή ακόμα και να κάνουν τμήματα του DNA να ανακατευτούν μεταξύ τους.

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

Ευτυχώς, τα κύτταρά σου έχουν τρόπους να διορθώσουν τα πιο πολλά τέτοια προβλήματα

most of the time.

τις περισσότερες φορές.

These repair pathways all rely on specialized enzymes.

Όλα αυτά τα μονοπάτια επιδιόρθωσης βασίζονται σε εξειδικευμένα ένζυμα.

Different ones respond to different types of damage.

Διαφορετικά ένζυμα αποκρίνονται σε διαφορετικού είδους βλάβες.

One common error is base mismatches.

Ένα συχνό λάθος είναι οι αταίριαστες βάσεις.

Each nucleotide contains a base,

Κάθε νουκλεοτίδιο περιέχει μία βάση,

and during DNA replication,

και κατά την αντιγραφή το DNA

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

το ένζυμο DNA πολυμεράση πρέπει να φέρει τη σωστή βάση

to pair with every base on each template strand.

ώστε να ζευγαρώσει με κάθε βάση της αλυσίδας-πρότυπο που αντιγράφεται.

Adenine with thymine, and guanine with cytosine.

Η αδενίνη με θυμίνη και η γουανίνη με κυτοσίνη.

But about once every hundred thousand additions,

Αλλά περίπου μία φορά σε κάθε εκατό χιλιάδες προσθήκες,

it makes a mistake.

κάνει ένα λάθος.

The enzyme catches most of these right away,

Το ένζυμο καταλαβαίνει τα περισσότερα λάθη αμέσως

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

αποκόβει μερικά νουκλεοτίδια και τα αντικαθιστά με τα σωστά.

And just in case it missed a few,

Και για την περίπτωση που μερικά ξεφύγουν,

a second set of proteins comes behind it to check.

μια δεύτερη ομάδα πρωτεϊνών ακολουθεί για να ελέγξει.

If they find a mismatch,

Αν βρουν κάτι αταίριαστο,

they cut out the incorrect nucleotide and replace it.

κόβουν το λάθος νουκλεοτίδιο και το αντικαθιστούν.

This is called mismatch repair.

Αυτό λέγεται επιδιόρθωση αταίριαστου ζεύγους.

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

Μαζί, τα δύο αυτά συστήματα μειώνουν τον αριθμό λαθών αταίριαστων βάσεων

to about one in one billion.

σε περίπου ένα στο ένα εκατομμύριο.

But DNA can get damaged after replication, too.

Αλλά το DNA μπορεί να υποστεί βλάβες και μετά το διπλασιασμό.

Lots of different molecules can cause chemical changes to nucleotides.

Πολλά διαφορετικά μόρια μπορεί να αλλάξουν χημικά τα νουκλεοτίδια.

Some of these come from environmental exposure,

Κάποια από αυτά προέρχονται από το περιβάλλον,

like certain compounds in tobacco smoke.

όπως σύμπλοκα που υπάρχουν στον καπνό.

But others are molecules that are found in cells naturally,

Άλλα όμως είναι μόρια που βρίσκονται φυσικά στα κύτταρα,

like hydrogen peroxide.

όπως το υπεροξείδιο του υδρογόνου.

Certain chemical changes are so common

Κάποιες χημικές αλλαγές είναι τόσο συνηθισμένες

that they have specific enzymes assigned to reverse the damage.

που υπάρχουν συγκεκριμένα ένζυμα με σκοπό τους να διορθώσουν τη βλάβη.

But the cell also has more general repair pathways.

Αλλά το κύτταρο διαθέτει και πιο γενικά μονοπάτια επιδιόρθωσης.

If just one base is damaged,

Αν μία μόνο βάση καταστραφεί,

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

μπορεί συνήθως να επιδιορθωθεί με μια διαδικασία που ονομάζεται εκτομή βάσης.

One enzyme snips out the damaged base,

Ένα ένζυμο κόβει την κατεστραμμένη βάση,

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

ενώ άλλα ένζυμα κόβουν στην περιοχή και αντικαθιστούν τα νουκλεοτίδια.

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

Οι ακτίνες UV προκαλούν καταστροφή που είναι δυσκολότερο να επιδιορθωθεί.

Sometimes, it causes two adjacent nucleotides to stick together,

Κάποιες φορές, κάνει δύο γειτονικά νουκλεοτίδια να ενωθούν,

distorting the DNA's double helix shape.

παραμορφώνοντας τη δομή της δίκλωνης έλικας του DNA.

Damage like this requires a more complex process

Τέτοια βλάβη απαιτεί μια πιο πολύπλοκη διαδικασία,

called nucleotide excision repair.

την επιδιόρθωση εκτομής νουκλεοτιδίου.

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

Μια ομάδα πρωτεϊνών αφαιρεί μια αλυσίδα 24 περίπου νουκλεοτιδίων,

and replaces them with fresh ones.

και τα αντικαθιστά με καινούρια.

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

Υψηλής συχνότητας ακτινοβολία, όπως γ ή X,

cause a different kind of damage.

προκαλεί διαφορετικού τύπου βλάβη.

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

Μπορεί να καταστρέψει έναν ή δύο κλώνους της ραχοκοκκαλιάς του DNA.

Double strand breaks are the most dangerous.

Οι ρήξεις της δίκλωνης έλικας είναι οι πιο επικίνδυνες βλάβες.

Even one can cause cell death.

Μία και μόνο μπορεί να προκαλέσει κυτταρικό θάνατο.

The two most common pathways for repairing double strand breaks

Τα δύο πιο συνηθισμένα μονοπάτια επιδιόρθωσης δίκλωνων ρήξεων

are called homologous recombination and non-homologous end joining.

είναι ο ομόλογος ανασυνδυασμός και η μη ομόλογη σύνδεση άκρων.

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

Ο ομόλογος ανασυνδυασμός χρησιμοποιεί ως πρότυπο μια παρόμοια περιοχή ανέπαφου DNA.

Enzymes interlace the damaged and undamgaed strands,

Ένζυμα φέρνουν κοντά τους κατεστραμμένους με τους ανέπαφους κλώνους,

get them to exchange sequences of nucleotides,

ώστε να ανταλλάξουν ακολουθίες νουκλεοτιδίων

and finally fill in the missing gaps

και τελικά γεμίζουν τα κενά

to end up with two complete double-stranded segments.

έτσι ώστε να καταλήξουν με δύο πλήρη δίκλωνα τμήματα.

Non-homologous end joining, on the other hand,

Η μη ομόλογη σύνδεση άκρων από την άλλη,

doesn't rely on a template.

δε βασίζεται σε πρότυπο.

Instead, a series of proteins trims off a few nucleotides

Αντί για αυτό, μια σειρά πρωτεϊνών κόβει μερικά νουκλεοτίδια

and then fuses the broken ends back together.

και έπειτα ενώνει ξανά τα κομμένα άκρα.

This process isn't as accurate.

Αυτή η διαδικασία δεν είναι τόσο ακριβής.

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

Μπορεί να κάνει γονίδια να ανακατευτούν ή να μετακινηθούν.

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

Είναι όμως χρήσιμη όταν δεν υπάρχει παρόμοιο DNA.

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

Βέβαια οι αλλαγές στο DNA δεν είναι πάντα κάτι κακό.

Beneficial mutations can allow a species to evolve.

Οι ωφέλιμες μεταλλάξεις επιτρέπουν στα είδη να εξελίσσονται.

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

Συνήθως όμως θέλουμε το DNA να παραμείνει ως έχει.

Defects in DNA repair are associated with premature aging

Ελαττώματα στην επιδιόρθωση του DNA σχετίζονται με πρόωρη γήρανση

and many kinds of cancer.

και πολλούς τύπους καρκίνου.

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

Αν λοιπόν ψάχνεις την πηγή της νιότης,

it's already operating in your cells,

βρίσκεται ήδη και λειτουργεί στα κύτταρά σου,

billions and billions of times a day.

εκατομμύρια φορές τη μέρα.