What happens when your DNA is damaged? - Monica Menesini

Translator: soheila Jafari Reviewer: Leila Ataei

The DNA in just one of your cells

دی.ان.دیِ تنها یکی از سلولهای شما

gets damaged tens of thousands of times per day.

دهها هزار بار در روز آسیب می بینید.

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

این را ضربدر صدها تریلیون‌ سلول بدنتان کنید،

and you've got a quintillion DNA errors everyday.

روزانه عددی به توان ۱۸مرتبه خطا در دی.ان.ای دارید.

And because DNA provides the blueprint

و به دلیل اینکه دی.ان.ای برنامه کاری

for the proteins your cells need to function,

برای پروتئین‌ها تهیه می‌کند که سلول‌های شما برای کارکرد نیاز دارند،

damage causes serious problems, such as cancer.

آسیب باعث مشکلاتی جدی مانند سرطان می‌شود.

The errors come in different forms.

خطاها به اشکال مختلفی ظاهر می‌شوند.

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

گاهی اوقات نوکلئوتیدها یا « واحدهای سازنده دی.ان.ای» آسیب می‌بینند،

other times nucleotides get matched up incorrectly,

دیگر اوقات نوکلئوتید بطور نادرستی جفت می‌شوند،

causing mutations,

و باعث جهش می‌شوند،

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

و شکافهایی در یک یا هر دو رشته ایجاد می‌کنند که می‎تواند با تکرارسازی دی.ان.ای تداخل یابد،

or even cause sections of DNA to get mixed up.

یا حتی باعث شود که بخشهایی از دی.ان.ای در هم مخلوط شوند.

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

خوشبختانه، سلول‌های شما همواره راه‌هایی برای بازسازی بیشتر این مشکلات

most of the time.

در اکثر اوقات دارند.

These repair pathways all rely on specialized enzymes.

همه روش‌های بازسازی تکیه بر آنزیمهای تخصصی دارند.

Different ones respond to different types of damage.

واکنش‌های متفاوت به آسیب متفاوت داده می‌شود.

One common error is base mismatches.

یکی ازخطاهای رایج عدم تطابق پایه‌ای هست.

Each nucleotide contains a base,

هر نوکلئوتید شامل یک پایه است

and during DNA replication,

و طی همانند سازی دی.ان.ای

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

آنزیم دی.ان.ای پلیمراز برای داشتن شریک مناسب پشتیبانی می‌شوند

to pair with every base on each template strand.

تا درهر قالب رشته دی.ان.ای با هر پایه جفت شوند.

Adenine with thymine, and guanine with cytosine.

آدنین با تیمین، و گوانین با سیتوزین.

But about once every hundred thousand additions,

اما تقریبا در ساخت مجدد در هر صد هزار تا،

it makes a mistake.

یکی از آنها دچار خطا می‌شود.

The enzyme catches most of these right away,

آنزیم ها بلافاصله خطا را پیدا می‌کنند،

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

چند نوکلئوتید قطع می‌کنند و نوع درست را جایگزین می‌کنند.

And just in case it missed a few,

و برای اینکه مبادا چیزی جا مانده باشد،

a second set of proteins comes behind it to check.

مجموعه دوم از پروتئین در دنباله برای بررسی آن میاید.

If they find a mismatch,

با پیدا کردن یک عدم تطابق،

they cut out the incorrect nucleotide and replace it.

آنها نوکلئوتید نادرست را قطع کرده و آن را جایگزین می کنند.

This is called mismatch repair.

که به این بازسازی عدم تطابق می‌گویند.

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

با هم، این دو سیستم را کاهش دهند‌ه تعداد خطاهای عدم تطابق پایه ای می‌گویند

to about one in one billion.

که حدود یک در یک میلیارد می باشد. (۱/۱٫۰۰۰٫۰۰۰٫۰۰)

But DNA can get damaged after replication, too.

اما دی.ان.ای می‌تواند پس از همانندسازی نیز آسیب ببیند.

Lots of different molecules can cause chemical changes to nucleotides.

بسیاری از مولکولهای مختلف می‎توانند تغییرات شیمیایی در نوکلئوتید بوجود آورند.

Some of these come from environmental exposure,

برخی از آنها به دلیل در محیط قرارگرفتن اتفاق می‌افتد،

like certain compounds in tobacco smoke.

مانند ترکیبات خاصی از دود تنباکو.

But others are molecules that are found in cells naturally,

اما برخی دیگر در سلول‌ها بطور طبیعی پیدا می‌شوند،

like hydrogen peroxide.

مانند پرواکسید هیدروژن .

Certain chemical changes are so common

برخی تغییرات شیمیایی چنان متداول هستند

that they have specific enzymes assigned to reverse the damage.

که دارای برخی آنزیمهای اختصاصی برای معکوس کردن آسیب‌ها هستند.

But the cell also has more general repair pathways.

اما سلول‌ها روش‌های بازسازی عمومی هم دارند.

If just one base is damaged,

اگر تنها یک پایه آسیب ببیند،

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

معمولا می‌تواند توسط فرآیندی به نام بازسازی برش پایه ترمیم می‌شود.

One enzyme snips out the damaged base,

آنزیم می‌تواند پایه آسیب دیده را بیابد،

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

وبعد دیگر آنزیم‌ها برای اصلاح اطراف آن و جایگزینی نوکلئوتید می‌آیند.

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

آسیب حاصل از نور فرابنفش کمی مشکل‌تر ترمیم می‌شوند.

Sometimes, it causes two adjacent nucleotides to stick together,

گاهی، باعث می‌شود که دو نوکلئوتید مجاور به هم بچسبند،

distorting the DNA's double helix shape.

و شکل مارپیچ دوگانه دی.ان.ای به هم بریزد.

Damage like this requires a more complex process

آسیب‌هایی مانند این مستلزم فرآیندی پیچیده‌تری

called nucleotide excision repair.

به نام بازسازی برش نوکلئوتید هستند.

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

مجموعه‎ای از پروتئینها رشته طولانی از ۲۴ یا بیشتر نوکلئوتیدها را بر می‌دارد

and replaces them with fresh ones.

و نوکلئوتیدهای نو را جایگزین آنها می‌کند.

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

پرتوهایی با فرکانس بسیار بالا، مانند اشعه گاما و اشعه ایکس،

cause a different kind of damage.

باعث آسیب‌های متفاوت دیگری می‌شوند.

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

آنها در واقع قادرند یک یا هر دو رشته دی.ان.ای را قطع کنند.

Double strand breaks are the most dangerous.

پاره شدن دو رشته خطرناک ترین آسیب است.

Even one can cause cell death.

حتی می تواند باعث مرگ سلولی شود.

The two most common pathways for repairing double strand breaks

دو مسیر بسیار شایع برای بازسازی پارگی دو رشته

are called homologous recombination and non-homologous end joining.

به نامهای نوترکیبی همولوگ و اتصال انتهای غیرهمولوگ خوانده می شوند.

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

نوترکیبی همولوگ از یک سالم دی.ان.ای مشابه به عنوان الگو استفاده می‌کند.

Enzymes interlace the damaged and undamgaed strands,

آنزیمها رشته‎های آسیب دیده و آسیب ندیده را در هم می‎بافند،

get them to exchange sequences of nucleotides,

آنها را به تعویض توالی از نوکلئوتیدها وا می‌دارند،

and finally fill in the missing gaps

و در نهایت شکاف‌های ایجاد شده را پر می کنند

to end up with two complete double-stranded segments.

تا تکه‎های کامل دو رشته‎ای را ایجاد کنند.

Non-homologous end joining, on the other hand,

اتصال انتهای غیرهمولوگ، از سویی دیگر،

doesn't rely on a template.

بر روی یک الگو تکیه نمی کند.

Instead, a series of proteins trims off a few nucleotides

در عوض، یک سری از پروتئینها چند نوکلئوتید را ترمیم می‌کنند

and then fuses the broken ends back together.

و سپس رشته بریده شده را به هم می‌چسبانند.

This process isn't as accurate.

این فرایند خیلی دقیق نیست.

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

می‎تواند باعث مخلوط شدن ژنها، و یا جابه‎جایی آنها شود.

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

اما این روش زمانی مفید است که خواهر دی.ان.ای در دسترس نیست.

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

البته، تغییر به دی.ان.ای همیشه بد نیست.

Beneficial mutations can allow a species to evolve.

جهش مفید می توانید اجازه می دهد یک گونه تکامل یابد.

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

اما بیشتر اوقات، می‎خواهیم دی.ان.ای به همان باقی بماند.

Defects in DNA repair are associated with premature aging

نقص در بازسازی دی.ان.ای با با پیری زودرس

and many kinds of cancer.

و بسیاری از انواع سرطان در ارتباط است.

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

بنابراین اگر شما به دنبال چشمه جوانی هستید،

it's already operating in your cells,

آن را همین الان در سلولهایتان

billions and billions of times a day.

میلیاردها و میلیاردها بار در روز بکار می‌گیرید.