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Die Wahrheit über DNA-Schäden: Wie viele genetische Schäden entstehen täglich in Ihrem Körper?
In unserem Körper findet jeden Tag ein unsichtbarer Kampf statt: DNA-Schäden und -Reparatur. Ob aufgrund natürlicher Alterung oder äußerer Umwelteinflüsse, DNA-Schäden treten überraschend häufig auf. Forschungsergebnissen zufolge kommt es in jeder menschlichen Zelle täglich zu etwa 10.000 DNA-Schäden. Bei anderen Organismen wie Mäusen und Ratten liegt die Zahl sogar bei 100.000. Diese Schäden beschränken sich nicht auf einzelne chemische Strukturveränderungen, sondern umfassen beispielsweise Kettenbrüche, fehlende Nukleotide oder auch chemisch veränderte Basengruppen, wie beispielsweise 8-Hydroxy-2‘-desoxyguanosin (8-OHdG).
Bei DNA-Schäden handelt es sich um eine abnorme chemische Struktur, während Mutationen Veränderungen in der Gensequenz sind.
Diese DNA-Schäden beeinträchtigen nicht nur die normalen Funktionen der Zellen, sondern können auch tiefere pathologische Veränderungen, wie etwa die Entstehung von Krebs, auslösen. Es gibt zwar Reparaturmechanismen, aber sie sind nicht immer wirksam, und in Zellen kann sich großer Schaden ansammeln, insbesondere in Zellen, die sich nicht mehr teilen, wie etwa Gehirn- oder Muskelzellen. Diese akkumulierten Schäden führen im Laufe der Zeit zu Alterungserscheinungen. Mit zunehmendem Alter nimmt das Ausmaß der DNA-Schäden allmählich zu, und dieses Phänomen wird zunehmend zur Erklärung der DNA-Schadenstheorie des Alterns herangezogen.
Während des Zellzyklus gibt es mehrere Kontrollpunkte, die sicherstellen, dass sich die Zellen in einem gesunden Zustand befinden, bevor sie in die Mitose eintreten.
Zellen verfügen über mehrere Kontrollpunkte, um DNA-Schäden zu erkennen. Die Kontrollpunkte G1, G2 und Spindelanordnung sind von entscheidender Bedeutung und überwachen insbesondere die DNA-Integrität während dieser kritischen Zeiträume. Insbesondere während der S-Phase sind Zellen am anfälligsten für DNA-Schäden. Dies lässt darauf schließen, dass das Auftreten von DNA-Schäden nicht nur zufällig ist, sondern auch eng mit dem Lebenszyklus der Zellen zusammenhängt. Auf Basis dieser Erkenntnisse können wir ein tieferes Verständnis für die Vielfalt der DNA-Schäden und deren Folgen gewinnen.
Täglich kommt es durch Stoffwechsel und Hydrolyse zu oxidativen Zellschäden.
Bei natürlich auftretenden DNA-Schäden handelt es sich hauptsächlich um das Aufbrechen chemischer Bindungen während der Hydrolyse und durch Oxidationsmittel, die durch den Zellstoffwechsel freigesetzt werden. Wenn Zellen oxidieren, sind Schäden unvermeidlich. Insbesondere oxidative Schäden können die Struktur der DNA verändern, was zu mehr als 30 verschiedenen Veränderungen führt. Daher ist die Frage, wie Zellen in einer derart gefährlichen Umgebung auf diese Herausforderungen reagieren, zu einem Schwerpunkt wissenschaftlicher Forschung geworden.
DNA-Reparaturwege umfassen mehrere wichtige Mechanismen, wie etwa die Genexzisionsreparatur und die homologe Rekombinationsreparatur.
Bei einer DNA-Schädigung können die Zellen sich für eine Reparatur oder die Auslösung eines Zelltodprogramms entscheiden. Wenn der Schaden nicht repariert werden kann, entscheidet sich die Zelle für die Selbstzerstörung, ein Prozess, der als Apoptose bezeichnet wird. Apoptose verhindert schädliche Mutationen und Karzinogenese. Studien haben gezeigt, dass etwa 17 DNA-Reparaturproteine zusammenarbeiten, um auf DNA-Schäden zu reagieren, und dass die Reparaturfunktionen und Apoptosesignale dieser Proteine sich abwechseln, um bei beschädigten Zellen Schutz zu bieten.
Entzündungen sind ein wichtiger Faktor, der zu oxidativen DNA-Schäden führt.
Entzündliche Erkrankungen wie chronische Hepatitis oder Gastritis können zu einem Anstieg reaktiver Sauerstoffspezies führen und den intrazellulären oxidativen Stress verstärken, was das Risiko einer DNA-Schädigung erhöht. Obwohl derartige Schäden durch Reparaturmechanismen gemildert werden können, werden, wenn der Schaden die Reparaturkapazität übersteigt, regenerative Mechanismen aktiviert, was letztlich die Entstehung von Krebs fördert.
Angesichts Zehntausender DNA-Schäden, die täglich auftreten, müssen wir uns fragen: Welche Auswirkungen hat dieser unsichtbare Kampf auf unsere Gesundheit?
