What happens when your DNA is damaged? - Monica Menesini

Translator: Thuc Nhi Le Reviewer: Sang To

The DNA in just one of your cells

ADN ở bên trong một trong các tế bào của bạn

gets damaged tens of thousands of times per day.

bị phá hoại hàng vạn lần một ngày.

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

Nhân con số đó với khoảng trăm nghìn tỉ tế bào trong cơ thể bạn,

and you've got a quintillion DNA errors everyday.

và ta có khoảng 10 mũ 18 sai sót trong ADN mỗi ngày

And because DNA provides the blueprint

Và vì ADN là khuôn mẫu tạo nên protein cần thiết cho tế bào cơ thể hoạt động

for the proteins your cells need to function,

damage causes serious problems, such as cancer.

sự hư hoại này sẽ dẫn đến hậu quả nghiêm trọng, ví dụ như ung thư.

The errors come in different forms.

Có nhiều dạng sai sót trong ADN.

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

Có thể các nuclêôtít tạo nên ADN bị hư hại,

other times nucleotides get matched up incorrectly,

hoặc các nuclêôtít bắt cặp không đúng,

causing mutations,

dẫn đến đột biến,

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

hay sự mất đoạn của một hoặc hai mạch đơn làm ngăn chặn quá trình nhân đôi ADN,

or even cause sections of DNA to get mixed up.

hoặc thậm chí đảo lộn các phần của ADN.

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

May mắn là các tế bào của bạn hầu như luôn có cách

most of the time.

để giải quyết các sai sót này.

These repair pathways all rely on specialized enzymes.

Việc sửa chữa những sai sót ấy nhờ vào các enzym đặc hiệu.

Different ones respond to different types of damage.

Các enzym khác nhau sẽ phụ trách sửa chữa các lỗi khác nhau.

One common error is base mismatches.

Một sai sót thường gặp là sai sót trong bắt cặp bazơ.

Each nucleotide contains a base,

Mỗi nuclêôtít có một loại bazơ nitơ,

and during DNA replication,

trong quá trình nhân đôi ADN,

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

enzym ADN polymerase có tác dụng bắt cặp các nuclêôtít theo đúng nguyên tắc

to pair with every base on each template strand.

giúp tạo ra mạch mới bổ sung với mạch nguyên mẫu.

Adenine with thymine, and guanine with cytosine.

Adenine(A) với Thymine(T), Guanine(G) với Cytosine(X).

But about once every hundred thousand additions,

Nhưng cứ một trong số trăm nghìn lần lần bổ sung,

it makes a mistake.

sẽ có một lần bắt cặp sai.

The enzyme catches most of these right away,

Các enzyme hầu như nhận ra lỗi này ngay,

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

và phá bỏ các nuclêôtít rồi thay thế chúng bằng nuclêôtít đúng.

And just in case it missed a few,

Trong một số trường hợp hiếm các enzym này không nhận ra,

a second set of proteins comes behind it to check.

sẽ có những protein khác đến kiểm tra lại.

If they find a mismatch,

Nếu tìm ra sự bắt cặp sai,

they cut out the incorrect nucleotide and replace it.

chúng sẽ cắt bỏ nuclêôtít sai và thay thế lại.

This is called mismatch repair.

Đây gọi là cơ chế sửa chữa ghép đôi lệch.

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

Hai hệ thống này giúp giảm bớt số lượng các sai sót bắt cặp

to about one in one billion.

khoảng một phần tỉ lần.

But DNA can get damaged after replication, too.

Nhưng ADN cũng có thể bị phá hỏng sau khi đã nhân đôi.

Lots of different molecules can cause chemical changes to nucleotides.

Nhiều phân tử khác nhau gây biến đổi hóa học cho các nuclêôtít.

Some of these come from environmental exposure,

Một phần là do tác nhân môi trường,

like certain compounds in tobacco smoke.

như các hợp chất trong khói thuốc lá.

But others are molecules that are found in cells naturally,

Nhưng các phân tử khác lại nằm trong tế bào,

like hydrogen peroxide.

như Hidrô Perôxít.

Certain chemical changes are so common

Một số biến đổi hóa học hay xảy ra

that they have specific enzymes assigned to reverse the damage.

nên sẽ có một số enzym đặc hiệu để sửa chữa các hư hại.

But the cell also has more general repair pathways.

Nhưng tế bào còn có các cơ chế sửa lỗi tổng quát hơn.

If just one base is damaged,

Nếu chỉ có một bazơ bị hỏng,

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

nó có thể sửa chữa bằng cơ chế sửa chữa cắt bỏ bazơ.

One enzyme snips out the damaged base,

Một enzym cắt bazơ bị hỏng,

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

và một enzym khác sẽ ở gần đó để tìm và thay thế nuclêôtít đó.

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

Sự phá hoại của tia tử ngoại sẽ khó sửa chữa hơn.

Sometimes, it causes two adjacent nucleotides to stick together,

Đôi khi nó làm cho hai nuclêôtít gần nhau dính lại,

distorting the DNA's double helix shape.

gây phá hỏng cấu trúc xoắn kép của ADN.

Damage like this requires a more complex process

Hư hại này cần quá trình sửa chữa phức tạp hơn

called nucleotide excision repair.

gọi là cơ chế sửa chữa cắt bỏ nuclêôtít.

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

Một nhóm protein sẽ loại bỏ một đoạn dài khoảng 24 nuclêôtít,

and replaces them with fresh ones.

và thay thế bằng một đoạn hoàn toàn mới.

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

Các bức xạ tần số rất cao như tia gamma và tia X

cause a different kind of damage.

sẽ phá hoại ADN theo cách khác.

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

Chúng thường làm đứt một hay cả hai đoạn ADN.

Double strand breaks are the most dangerous.

Đứt mạch kép là dạng nguy hiểm nhất.

Even one can cause cell death.

Thậm chí còn gây chết tế bào.

The two most common pathways for repairing double strand breaks

Có hai cách thông dụng nhất để chữa đứt mạch kép ADN

are called homologous recombination and non-homologous end joining.

gọi là tái tổ hợp tương đồng và kết nối đầu cuối có tính chất không tương đồng.

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

Tái tổ hợp tương đồng sử dụng các phần không bị hư hại của ADN

làm mạch nguyên mẫu.

Enzymes interlace the damaged and undamgaed strands,

Các enzym sẽ trộn lẫn các mạch hư hại và không hư hại,

get them to exchange sequences of nucleotides,

khiến chúng trao đổi trình tự nuclêôtít,

and finally fill in the missing gaps

và cuối cùng bổ sung vào những đoạn còn thiếu

to end up with two complete double-stranded segments.

cuối cùng tạo ra hai mạch đôi ADN hoàn chỉnh tách rời.

Non-homologous end joining, on the other hand,

Ngược lại, kết nối đầu cuối có tính chất không tương đồng

doesn't rely on a template.

không cần sử dụng mạch nguyên mẫu.

Instead, a series of proteins trims off a few nucleotides

Thay vào đó, một chuỗi protein cắt đi một vài nuclêôtít

and then fuses the broken ends back together.

và hàn hai đầu bị cắt lại để làm chúng dính lại với nhau.

This process isn't as accurate.

Quá trình này không được chính xác lắm.

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

Nó có thể khiến các gen trộn lẫn hay di chuyển lộn xộn.

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

Nhưng nó sẽ có hiệu quả khi không có các ADN tương đồng khác.

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

Đương nhiên, những thay đổi trên ADN không phải lúc nào cũng xấu.

Beneficial mutations can allow a species to evolve.

Đột biến có lợi sẽ giúp ích cho sự tiến hóa của sinh vật.

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

Nhưng chúng ta hầu như đều muốn ADN giữ nguyên.

Defects in DNA repair are associated with premature aging

Khiếm khuyết khi sửa chữa ADN có thể dẫn đến lão hóa sớm

and many kinds of cancer.

và các loại ung thư.

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

Vậy nên nếu bạn đang tìm kiếm suối nguồn tươi trẻ,

it's already operating in your cells,

nó đang hoạt động ngay trong tế bào của bạn,

billions and billions of times a day.

hàng tỉ tỉ lần một ngày.