Pertempuran tak kasat mata terjadi di dalam tubuh kita setiap hari - kerusakan dan perbaikan DNA. Baik karena penuaan alami atau gangguan lingkungan eksternal, kerusakan DNA terjadi dengan frekuensi yang mengejutkan. Menurut penelitian, setiap sel manusia mengalami sekitar 10.000 kejadian kerusakan DNA per hari. Pada organisme lain, seperti tikus, jumlahnya mencapai 100.000. Kerusakan ini tidak terbatas pada perubahan struktur kimia tunggal, tetapi juga termasuk pemutusan rantai, hilangnya nukleotida, dan bahkan gugus basa yang diubah secara kimia, seperti 8-hidroksi-2'-deoksiguanosin (8-OHdG).
Kerusakan DNA adalah struktur kimia yang abnormal, sedangkan mutasi adalah perubahan dalam urutan gen.
Kerusakan DNA ini tidak hanya memengaruhi fungsi normal sel, tetapi juga dapat memicu perubahan patologis yang lebih dalam, seperti perkembangan kanker. Mekanisme perbaikan memang ada, tetapi tidak selalu efektif, dan banyak kerusakan dapat terakumulasi dalam sel, terutama pada sel yang tidak lagi membelah, seperti sel otak atau otot. Kerusakan yang terakumulasi dari waktu ke waktu ini menyebabkan fenomena penuaan. Seiring bertambahnya usia, jumlah kerusakan DNA meningkat secara bertahap, dan fenomena ini semakin banyak digunakan untuk menjelaskan teori kerusakan DNA pada penuaan.
Selama siklus sel, ada beberapa titik pemeriksaan yang memastikan bahwa sel berada dalam keadaan sehat sebelum memasuki mitosis.
Sel memiliki beberapa titik pemeriksaan untuk mendeteksi kerusakan DNA. Titik pemeriksaan G1, G2, dan perakitan spindel adalah kunci dan secara khusus memantau integritas DNA selama periode kritis ini. Terutama selama fase S, sel paling rentan terhadap kerusakan DNA. Hal ini menunjukkan bahwa terjadinya kerusakan DNA tidak hanya acak, tetapi juga terkait erat dengan siklus hidup sel. Berdasarkan fakta-fakta ini, kita dapat memperoleh pemahaman yang lebih dalam tentang keragaman kerusakan DNA dan konsekuensinya.
Kerusakan oksidatif pada sel terjadi setiap hari melalui metabolisme dan hidrolisis.
Kerusakan DNA yang terjadi secara alami terutama melibatkan pemutusan ikatan kimia selama hidrolisis dan oksidan yang dilepaskan oleh metabolisme sel. Setiap kali sel mengalami oksidasi, kerusakan tidak dapat dihindari. Secara khusus, kerusakan oksidatif dapat mengubah struktur DNA, yang mengakibatkan lebih dari 30 perubahan berbeda. Oleh karena itu, dalam lingkungan yang berbahaya seperti itu, bagaimana sel merespons tantangan ini telah menjadi fokus penelitian ilmiah.
Jalur perbaikan DNA mencakup beberapa mekanisme penting, seperti perbaikan eksisi gen dan perbaikan rekombinasi homolog.
Ketika DNA rusak, sel dapat memilih untuk memperbaikinya atau memicu program kematian sel. Jika kerusakan tidak dapat diperbaiki, sel akan memilih untuk menghancurkan dirinya sendiri, suatu proses yang disebut apoptosis. Apoptosis mencegah mutasi dan karsinogenesis yang berbahaya. Penelitian telah menunjukkan bahwa sekitar 17 protein perbaikan DNA bekerja sama untuk merespons kerusakan DNA, dan fungsi perbaikan serta sinyal apoptosis dari protein ini bergantian untuk memberikan perlindungan saat sel rusak.
Peradangan merupakan faktor penting yang menyebabkan kerusakan DNA oksidatif.
Kondisi peradangan seperti hepatitis kronis atau gastritis dapat menyebabkan peningkatan spesies oksigen reaktif dan meningkatkan stres oksidatif intraseluler, yang meningkatkan risiko kerusakan DNA. Meskipun jenis kerusakan ini dapat dikurangi dengan mekanisme perbaikan, ketika kerusakan melebihi kapasitas perbaikan, mekanisme regeneratif akan diaktifkan, yang pada akhirnya mendorong perkembangan kanker.
Ketika dihadapkan dengan puluhan ribu kerusakan DNA setiap hari, kita tidak dapat menahan diri untuk bertanya, bagaimana pertempuran tak kasat mata ini akan memengaruhi kesehatan kita?