Působení reaktivních forem kyslíku při
poškození DNA
DNA je vhodným donorem
vodíkových atomů, zvláště pak její sacharidová část. Volné
kyslíkové radikály mohou poškozovat DNA buď odejmutím atomu vodíku, nebo adičními
reakcemi. K zasažení báze uvnitř DNA je potřeba vysoká reaktivita a
elektrofilicita VKR. Radikál OH. je považován za dostatečně elektrofilní a reaktivní, aby poškodil
DNA, naproti tomu alkoxy- a peroxyradikály nejsou schopny poškodit báze, mohou
pouze odtrhnout atom vodíku v periferních oblastech DNA. Superoxidový
anion radikál O2-. a H2O2 za fyziologických podmínek nezpůsobí
rozlomení vláken DNA nebo modifikaci DNA bází. Mezi endogenní procesy, které
vedou k poškození DNA patří především oxidace, v menší míře se na těchto
pochodech podílí také metylace, deaminace, či depurinace. Volné radikály,
ionizující záření a některá xenobiotika tvoří radikál DNA-R..
Řadou rychlých následných reakcí působením alkylačních činidel, UV zářením a
dalšími procesy se mohou tyto radikály přeměňovat na stabilní produkty DNA.
Vlivem enzymatických nebo chemických oprav vzniká opět původní DNA, ale může
dojít také k chybné opravě v jejíž důsledku se mění pořadí bází,
vznikají nesmyslné sekvence a dochází k chromozomálním aberacím.
Nahromadění těchto účinků vede k biologickým důsledkům (karcinogeneze,
degeneratiní onemocnění apod.) (Simic, 1992).
Poškozená DNA je in vivo opravována pomocí nespecifických exonukleáz,
kdy výsledkem jsou uvolněné deoxynukleotidy, nebo pomocí specifických
glykosyláz, kdy jsou uvolňovány volné báze. Deoxynukleotidy jsou potom
enzymaticky hydrolyzovány na deoxynukleosidy, které již dále nejsou
metabolizovány. Jak volné báze, tak deoxynukleosidy se vylučují močí (Ames, 1989).
Diagnostika dostupná pro průkaz těchto pochodů se zaměřuje na kovalentní
spojení mezi nukleofilními centry DNA a bílkovinami (DNA protein cross links),
poškození deoxyriboso-fosfátových vazeb, chemické modifikace purinových a
pyrimidinových bází. Vhodným markerem se v poslední době jeví
8-hydroxy-2´-deosyquanosin (8-OH dG) a jeho volná báze 8-hydroxyquanin (8-OHG)
(Zwart et al., 1999).
Literatura:
Ames BN. Endogenous DNA
damage as related to cancer and aging. Mutat Res 1989; 214: 41-46.
Simic MG. Urinary biomarkers
and the rate of DNA damage in carcenogenesis and anticarcinogenesis. Mutat Res
1992; 267: 277-290.
Zwart LL, Meerman HN,
Commandeur NM, Vermeulen NPE. Biomarkers of free radical damage applications in
experimental animals and in humans. Free Radic Biol Med 1999; 26: 202 – 226.
Další informace
·
Volné kyslíkové radikály:
charakteristika
·
Volné kyslíkové radikály a
proces aterogeneze
·
Volné kyslíkové radikály: LPO
Jaroslava Vávrová
.