What happens when your DNA is damaged? - Monica Menesini

Tłumaczenie: Sylwia Gliniewicz Korekta: Marta Konieczna

The DNA in just one of your cells

DNA w jednej z twoich komórek

gets damaged tens of thousands of times per day.

zostaje uszkodzone dziesiątki tysięcy razy dziennie.

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

Pomnóż to przez sto bilionów komórek w twoim organizmie

and you've got a quintillion DNA errors everyday.

i masz trylion błędów w DNA dziennie.

And because DNA provides the blueprint

DNA stanowi matrycę do budowy białek

for the proteins your cells need to function,

niezbędnych komórkom, aby funkcjonować,

damage causes serious problems, such as cancer.

dlatego uszkodzenia powodują poważne problemy, takie jak rak.

The errors come in different forms.

Błędy przybierają różne formy.

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

Czasem nukleotydy, klocki budujące DNA, zostają uszkodzone,

other times nucleotides get matched up incorrectly,

a czasem nieprawidłowo sparowane,

causing mutations,

powodując mutacje,

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

a ubytki w jednej bądź obu niciach mogą zakłócać replikację DNA,

or even cause sections of DNA to get mixed up.

a nawet pomieszać różne fragmenty DNA.

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

Na szczęście, komórki znają sposoby, aby naprawić większość problemów,

most of the time.

w większości przypadków.

These repair pathways all rely on specialized enzymes.

Wszystkie mechanizmy naprawy zależą od wyspecjalizowanych enzymów.

Different ones respond to different types of damage.

Różne enzymy odpowiadają na różne uszkodzenia.

One common error is base mismatches.

Nieprawidłowo sparowane zasady to jeden z częstych błędów.

Each nucleotide contains a base,

Każdy nukleotyd zawiera zasadę,

and during DNA replication,

a podczas replikacji DNA,

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

enzym zwany polimerazą DNA ma dostarczyć odpowiednią zasadę

to pair with every base on each template strand.

do sparowania z zasadami na matrycowej nici.

Adenine with thymine, and guanine with cytosine.

Adeninę z tyminą i guaninę z cytozyną.

But about once every hundred thousand additions,

Raz na sto tysięcy addycji

it makes a mistake.

przytrafia się błąd.

The enzyme catches most of these right away,

Enzym od razu wyłapuje większość z nich

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

i wycina kilka nukleotydów, aby zastąpić je właściwymi.

And just in case it missed a few,

W razie gdyby błędy nie zostały wyłapane,

a second set of proteins comes behind it to check.

drugi zestaw białek sprawdza jeszcze raz.

If they find a mismatch,

Gdy znajdują niedopasowane pary,

they cut out the incorrect nucleotide and replace it.

wycinają niewłaściwy nukleotyd i podmieniają go.

This is called mismatch repair.

To naprawa niedopasowanych zasad.

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

Oba systemy redukują ilość niedopasowanych zasad

to about one in one billion.

do około jednego na miliard.

But DNA can get damaged after replication, too.

DNA może ulec uszkodzeniu po replikacji.

Lots of different molecules can cause chemical changes to nucleotides.

Różne cząsteczki mogą spowodować chemiczne zmiany w nukleotydach.

Some of these come from environmental exposure,

Niektóre z nich to czynniki środowiskowe,

like certain compounds in tobacco smoke.

jak niektóre związki w dymie tytoniowym.

But others are molecules that are found in cells naturally,

Inne to związki występujące w komórkach,

like hydrogen peroxide.

jak na przykład nadtlenek wodoru.

Certain chemical changes are so common

Niektóre zmiany chemiczne są tak częste,

that they have specific enzymes assigned to reverse the damage.

że mają specyficzne enzymy naprawiające błąd.

But the cell also has more general repair pathways.

Komórka zna także ogólne sposoby napraw.

If just one base is damaged,

Jeśli tylko jedna zasada jest uszkodzona,

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

zazwyczaj można ją naprawić w procesie wycinania zasad.

One enzyme snips out the damaged base,

Jeden z enzymów wycina uszkodzoną zasadę,

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

a inne enzymy przycinają to miejsce i zastępują nukleotydy.

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

Promieniowanie UV może wywołać szkodę, która jest trudniejsza do naprawienia.

Sometimes, it causes two adjacent nucleotides to stick together,

Czasami dwa sąsiadujące nukleotydy przyłączają się do siebie,

distorting the DNA's double helix shape.

zniekształcając strukturę podwójnej helisy DNA.

Damage like this requires a more complex process

Takie uszkodzenia wymagają bardziej złożonego procesu

called nucleotide excision repair.

zwanego naprawą poprzez wycinanie nukleotydów.

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

Grupa protein usuwa długą nić, złożoną z 24 lub więcej nukleotydów,

and replaces them with fresh ones.

i zastępuje ją nową.

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

Promieniowanie o wysokiej częstotliwości, jak gamma i rentgenowskie,

cause a different kind of damage.

wywołuje inny rodzaj uszkodzeń.

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

Mogą one uszkodzić jedną lub obie nici szkieletu DNA.

Double strand breaks are the most dangerous.

Pęknięcia obu nici są najniebezpieczniejsze.

Even one can cause cell death.

Jedno takie uszkodzenie może doprowadzić do śmierci komórki.

The two most common pathways for repairing double strand breaks

Dwa powszechne sposoby naprawy uszkodzeń w obu niciach

are called homologous recombination and non-homologous end joining.

to rekombinacja homologiczna i łączenie niehomologicznych końców.

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

Rekombinacja homologiczna używa za wzór nieuszkodzony fragment podobnego DNA.

Enzymes interlace the damaged and undamgaed strands,

Enzymy przeplatają uszkodzone i nieuszkodzone nici,

get them to exchange sequences of nucleotides,

sprawiają, że wymieniają sekwencję nukleotydów,

and finally fill in the missing gaps

i wypełniają brakujące luki,

to end up with two complete double-stranded segments.

aby utworzyć dwa kompletne segmenty podwójnej nici.

Non-homologous end joining, on the other hand,

Łączenie niehomologicznych końców

doesn't rely on a template.

nie korzysta ze wzoru.

Instead, a series of proteins trims off a few nucleotides

Zamiast tego grupa protein przycina kilka nukleotydów,

and then fuses the broken ends back together.

a potem łączy przerwane końce ze sobą

This process isn't as accurate.

Ten proces nie jest tak dokładny.

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

Może spowodować, że geny ulegną pomieszaniu lub przemieszczeniu.

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

Jest jednak użyteczny, gdy siostrzane DNA jest niedostępne.

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

Oczywiście zmiany w DNA nie zawsze są szkodliwe.

Beneficial mutations can allow a species to evolve.

Korzystne mutacje pozwalają gatunkom ewoluować.

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

W większości przypadków DNA ma pozostać niezmienne.

Defects in DNA repair are associated with premature aging

Uszkodzenia w procesach naprawy DNA wiążą się z przedwczesnym starzeniem

and many kinds of cancer.

i wieloma rodzajami raka.

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

Jeśli szukacie fontanny młodości,

it's already operating in your cells,

to wypływa ona z waszych komórek

billions and billions of times a day.

miliardy razy dziennie.