What happens when your DNA is damaged? - Monica Menesini

תרגום: Ido Dekkers עריכה: Tal Dekkers

The DNA in just one of your cells

ה DNA רק באחד התאים

gets damaged tens of thousands of times per day.

נפגם עשרות אלפי פעמים ביום.

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

הכפילו את זה במאות הטריליונים של התאים בגופכם,

and you've got a quintillion DNA errors everyday.

ויש לכם קווינטיליון טעויות ביום.

And because DNA provides the blueprint

ובגלל שה DNA מספק את ההוראות

for the proteins your cells need to function,

לחלבונים שהתאים שלכם צריכים כדי לתפקד,

damage causes serious problems, such as cancer.

הנזק גורם לבעיות חמורות כמו סרטן.

The errors come in different forms.

הטעויות מגיעות בצורות שונות.

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

לפעמים נוקלואטידים, אבני הבניין של ה DNA, ניזוקים,

other times nucleotides get matched up incorrectly,

בפעמים אחרות נוקלאוטידים לא מותאמים נכון,

causing mutations,

וגורמים למוטציות,

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

ופגמים בענף אחד או שניים יכולים להפריע לשיכפול של ה DNA,

or even cause sections of DNA to get mixed up.

או אפילו לגרום למקטעים של DNA להתערבב.

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

למרבה המזל, לתאים שלכם יש דרכים לתקן את רוב הבעיות האלו

most of the time.

רוב הזמן.

These repair pathways all rely on specialized enzymes.

דרכי התיקון האלו כולן מסתמכות על אנזימים מתמחים.

Different ones respond to different types of damage.

סוגים שונים מגיבים לסוגים שונים של נזק.

One common error is base mismatches.

טעות נפוצה היא אי התאמת בסיסים.

Each nucleotide contains a base,

כל נוקלאוטיד מכיל בסיס,

and during DNA replication,

ובמהלך שיכפול ה DNA,

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

אנזים ה DNA פולימרז אמור להביא את השותף הנכון

to pair with every base on each template strand.

כדי לחבר כל בסיס בכל גדיל בתבנית.

Adenine with thymine, and guanine with cytosine.

אדנין עם תימין, וגואנין עם סיטוצין.

But about once every hundred thousand additions,

אבל בערך פעם בכל מאה אלף חיבורים,

it makes a mistake.

הוא עושה טעות.

The enzyme catches most of these right away,

האנזים תופס את רובן מייד,

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

וחותך כמה נוקלאוטידים ומחליף אותם בנכונים.

And just in case it missed a few,

ורק במקרה שהוא פספס כמה,

a second set of proteins comes behind it to check.

סט שני של חלבונים מגיע אחריו לבדיקה.

If they find a mismatch,

אם הם מוצאים אי התאמה,

they cut out the incorrect nucleotide and replace it.

הם חותכים את הנוקלאוטיד הלא נכון ומחליפים אותו.

This is called mismatch repair.

זה נקרא תיקון אי התאמה.

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

יחד, שתי המערכות מפחיתות את מספר טעויות אי התאמת הבסיסים

to about one in one billion.

לבערך אחד למיליארד.

But DNA can get damaged after replication, too.

אבל DNA יכול להנזק גם אחרי השכפול.

Lots of different molecules can cause chemical changes to nucleotides.

הרבה מולקולות שונות יכולות לגרום לשינויים כימיים לנוקלאוטידים.

Some of these come from environmental exposure,

כמה מאלה מגיעות מחשיפה לסביבה,

like certain compounds in tobacco smoke.

כמו כמה מרכיבים בעשן טבק.

But others are molecules that are found in cells naturally,

אבל מולקולות אחרות נמצאות בתאים בטבעיות,

like hydrogen peroxide.

כמו מי חמצן.

Certain chemical changes are so common

שינויים כימיים מסויימים כל כך נפוצים

that they have specific enzymes assigned to reverse the damage.

שיש אנזימים ספציפיים שמיועדים להפוך את הנזק.

But the cell also has more general repair pathways.

אבל לתא יש גם דרכי טיפול יותר כלליות.

If just one base is damaged,

אם רק בסיס אחד ניזוק,

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

הוא יכול להיות מתוקן על ידי תהליך שנקרא תיקון ביצוע.

One enzyme snips out the damaged base,

אחד האנזימים חותך את הבסיס הפגוע,

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

ואנזימים אחרים מגיעים לחתוך סביב האתר ולהחליף את הנוקלאוטידים.

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

אור אולטרה סגול יכול לגרום לנזק שמעט קשה יותר לתקן.

Sometimes, it causes two adjacent nucleotides to stick together,

לפעמים, הוא יכול לגרום לשני נוקלאוטידים סמוכים להדבק,

distorting the DNA's double helix shape.

ולהפריע למבנה הסליל הכפול של ה DNA.

Damage like this requires a more complex process

נזק כמו זה דורש תהליך יותר מורכב

called nucleotide excision repair.

שנקרא תיקון נוקלאוטידי ביצועי.

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

צוות של חלבונים מסיר גדיל גדול של בערך 24 נוקלאוטידים,

and replaces them with fresh ones.

ומחליף אותם בחדשים.

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

קרינה בתדירויות ממש גדולות, כמו קרינת גאמה וX,

cause a different kind of damage.

גורמות לסוגים שונים של נזק.

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

הם יכולים למעשה לחתוך אחד או את שני הגדילים של עמוד השדרה של ה DNA.

Double strand breaks are the most dangerous.

שברים בשני הגדילים הם הכי מסוכנים.

Even one can cause cell death.

אפילו אחד יכול לגרום למוות התא.

The two most common pathways for repairing double strand breaks

שתי הדרכים הכי נפוצות לתיקון שבר כפול

are called homologous recombination and non-homologous end joining.

נקראות חיבור מחדש הומולוגני וחיבור קצוות לא הומולוגני.

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

חיבור הומולוגני משתמש בחלק לא פגום של DNA דומה כתבנית.

Enzymes interlace the damaged and undamgaed strands,

אנזימים מחליפים את הגדילים הפגומים והשלמים,

get them to exchange sequences of nucleotides,

גורמים להם לחליף רצפים של נוקלאוטידים,

and finally fill in the missing gaps

ולבסוף ממלאים את החללים החסרים

to end up with two complete double-stranded segments.

כדי להגיע לשני קטעי גדילים כפולים שזורים שלמים.

Non-homologous end joining, on the other hand,

חיבור קצוות לא הומולוגני מצד שני,

doesn't rely on a template.

לא מסתמך על תבנית.

Instead, a series of proteins trims off a few nucleotides

במקום, סדרה של חלבונים קוצצים כמה נוקלאוטידים

and then fuses the broken ends back together.

ואז מחברים את הקצוות השבורים חזרה יחד.

This process isn't as accurate.

התהליך הזה לא מדוייק כל כך.

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

זה יכול לגרום לגנים להתערבב או לנוע מסביב.

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

אבל זה יעיל כש DNA דומה לא זמין.

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

כמובן, שינויים ל DNA לא תמיד רעים.

Beneficial mutations can allow a species to evolve.

מוטציות מועילות יכולות לאפשר למין להתפתח.

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

אבל רוב הזמן, אנחנו רוצים שה DNA ישאר אותו הדבר.

Defects in DNA repair are associated with premature aging

פגמים בתיקון ה DNA קשורים להזדקנות מוקדמת

and many kinds of cancer.

והרבה סוגים של סרטן.

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

אם אם אתם מחפשים מעיין נעורים,

it's already operating in your cells,

הוא כבר פועל בתאים שלכם,

billions and billions of times a day.

מיליארדי ומיליארדי פעמים ביום.