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Hier eine Vorschau,
wie wir dieses Thema behandeln und wie unsere Eselsbrücken aussehen:

DNA-Reparaturmechanismen
Basiswissen
DNA-Schäden der Basen / Nukleotide: Funktionalität, Zelltod, Krebs
Beschädigte Basen mit Nuklearreaktoren: verwundete, tote Besatzungsmitglieder, Krebsmutation
Die DNA-Dinos etablieren sich auf 2 neuen Planeten und bauen ein provisorisches Basislager (Nukleobasen): Jedes Basislager-Gebäude hat einen kleinen zuckerförmigen Nuklearreaktoren als Energiequelle (Zucker + phosphorgrünes Nuklearzeichen = Zuckerphosphat-Rückgrat der DNA). Diese werden aber immer wieder beschädigt (tägliche DNA-Schäden). Täglich verursachen zahlreiche Einflüsse von außen (z.B. UV-Strahlung) und innerhalb unseres Körpers (z.B. reaktive Sauerstoffspezies) DNA-Schäden: Nukleotidsequenzänderungen, Basen-Dimere, Strangbrüche, etc (s. unten). Diese DNA-Schäden können zum Funktionsverlust der Zelle (Verwundete DNA-Dinos), zum Zelltod (tote Besatzungsmitglieder) oder im schlimmsten Fall zu Krebs führen (Krebsmutant). Hinweis: Die Basislager-Gebäude sind paarweise gebaut (gepaarte Basen der DNA). Es gibt dabei nur 2 akzeptierte Basenpaarungen (A-T und G-C): Nur farblich abgestimmte Basislager-Häuschen werden akzeptiert.
Exogene DNA-Schäden (z.B. UV-Licht und Chemikalien)
Echsenplanet mit aggressiver Sonne und Chemie-Fluss
Wir unterteilen die Faktoren, die zu DNA-Schäden führen, in zwei Hauptgruppen: äußere (exogene) und innere (endogene) Faktoren. Exogen (toxische Echse) sind z.B Substanzen oder Strahlung, die unser Erbgut von außen angreifen und so zu Mutationen führen. Dazu zählen physikalische Mutagene wie UV-Licht (aggressive Sonne) und ionisierende Strahlung (Einstein). Außerdem gibt es viele Chemikalien wie Formaldehyd und Zytostatika, die zu Veränderungen unseres Erbguts führen (chemiegrüner Fluss). Exogene Faktoren werden auch Kanzerogene genannt, weil sie durch die Veränderung der DNA zu Krebs führen können (s. Merkbild Kanzerogene).
Exogene Schäden: Alkylierung: Falsche Basenpaarung (Chemikalien wie Tabakrauch)
Alk-Kühler im Chemiefluss → Besoffener rauchender Reparaturdino hat Basen vertauscht
Prinzipiell kann jeder exogene und endogene Faktor jede Art des DNA-Schadens verursachen. Tendenziell treten aber einige DNA-Schäden eher bei exogenen Einflüssen auf, andere DNA-Schäden eher bei endogenen. Die Alkylierung bspw. wird am meisten durch exogene Einflüsse verursacht: am häufigsten durch chemische Verbindungen wie Tabakrauch, hier am rauchenden Dino zu sehen, der seinen Alk im Chemiefluss kühlt. Alkyliert werden die Basen der Nukleotide. Das bedeutet, es werden Methyl- oder Ethylgruppen an die Base angehängt, wodurch eine andere Base entstehen kann. Eine falsche Basenpaarung ist die Folge: Der alkoholisierte Dino hat im Suff zwei farblich unpassende Basen nebeneinander aufgebaut.
Exogene Schäden: Interkalierende Substanzen: Replikationsstopp
Kalkstein-Lawine → zwischen Basen und auf Replikations-Raumschiff
Interkalierende chemische Verbindungen lagern sich zwischen die gestapelten Basen in die DNA ein: Hier gehen kleine interkalierende Kalkstein-Lawinen ab: eine hat sich zwischen den Basen eingelagert und eine weitere erwischt das Replikations-Raumstation (Raumstation = Replikation in Merkbilder Replikation, Mitose). Interkalierende Verbindungen führen zum Replikationsstopp und erhöhen das Risiko eines Strangbruchs.
Exogene Schäden: Thymindimere (UV-Strahlen)
Sonne setzt Thymian-Büsche vor Basislager-Gebäude in Brand → schmilzt 2 zusammen
Energiereiche Strahlung wie UVB-Strahlung führt dazu, dass benachbarte Thymin-Basen Dimere bilden. Die aggressive Sonne hat einen Thymian-Busch in Brand gesetzt: Der Thymian-Busch führt zum Verschmelzen zweier Basislager-Gebäude (Thymin-Dimer). Thymindimere führen zu einem frühzeitigen Replikationsstopp.
...
Expertenwissen
Reparatur von Alkylschäden: Transferase entfernt Methylgruppe
Direkt-Insekt mit Alkflasche arbeitet mit Tüllrock
Bei der DNA-schädigenden Alkylierung werden bspw. Methylgruppen an die Base angebaut. Bei der direkten Reparatur beseitigen Transferasen diese Methylierungen der Nukleotide (Direkt-Insekt arbeitet “mit Tüll” → Aufnahme der Methylgruppe). Das Enzym bringt sie wieder in den Originalzustand zurück: Der Direkt-Insekt nimmt dem alkohlosierten alk-kühlierten Dino seinen kühlen Alk weg und bringt ihn so hoffentlich auch früher oder später in den Originalzustand zurück.
Beginne das Lernen mit unseren Eselsbrücken,
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Endogene Faktoren wie reaktive Sauerstoffspezies werden üblicherweise nicht als Kanzerogene bezeichnet.
Tendenziell sind DNA-Schäden durch äußere (exogene) Faktoren drastischer als DNA-Schäden durch endogene Faktoren. Keine körpereigene Substanz hat so großes DNA-Zerstörungspotential wie Tabakrauch. Auch UV-Bestrahlung durch Sonnenlicht lässt so viele Thymindimere entstehen, wie sie fast unmöglich durch endogene Faktoren im Körper entstehen können.
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Bekanntes Beispiel einer interkalierenden Substanz aus dem Labor ist Ethidiumbromid. Weitere Beispiele sind Acridinfarbstoffe und Actinomycin D.
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Der Einstein-Geist ist eigentlich ein Dämon des Mutationsgottes, der in der folgenden Episode der DNA-Dinosaurier (Tumorbiologie) nochmals eine Rolle spielen wird (s. Merkbild Kanzerogene).
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Was die Rettung für die DNA-Base ist, ist der Untergang für das Enzym, das durch seine selbstlose Tat inaktiviert und unbrauchbar gemacht wird.
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Betroffene Kinder werden “Mondscheinkinder” genannt, da sie das Sonnenlicht meiden müssen.
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Bei der homologen Rekombination kann man die Crossover-Repair und die Nicht Crossover Repair unterscheiden. Beim Nicht Crossover wird das mütterliche Chromosom im obigen Beispiel lediglich als Vorlage verwendet. Beim Crossover werden sogar Teile beider Chromosomen getauscht.
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Die DNA-Polymerase ß ist exklusiv für die Reparatur von DNA-Schäden zuständig und gar nicht für die Replikation.
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