بازسازی دی‌ان‌ای: تفاوت میان نسخه‌ها

[[پرونده: brokechromo.jpg|بندانگشتی|آسیب به دی‌ان‌ای منجر به ایجاد چندین شکستگی در کروموزوم‌ها می‌شودشده است.]]

'''بازسازی دی‌ان‌ای''' به صورت مجموعه‌ای از فرایندهاییفرایندهای استمولکولی گوفته می‌شود که در آن یک سلول شناسایی می‌گردد و آسیب وارد شده به مولکول‌های [[دی‌ان‌ای]] آن اصلاح می‌گردد. کهبه عبارت دیگر، در اینفرایند بازسازی حالتدی‌ان‌ای، [[ژنوم]] سلول مجدداً کدگذاری می‌شود. در سلول‌های انسان، هم فعالیت‌های [[دگرگشتی|متابولیکی]] طبیعی و هم فاکتورهای زیست محیطیزیست‌محیطی مانند نور و تشعشع [[فرابنفش]] می‌تواند باعث آسیب به دی‌ان‌ای شود. وآسیب درژنوم سلول‌های نتیجهانسان به میزان ۱ میلیون نفر ضایعه مولکولی به ازای هر سلول در هر روز رخ می‌دهد.<ref name="lodish">Lodish H, Berk A, Matsudaira P, Kaiser CA, Krieger M, Scott MP, Zipursky SL, Darnell J. (2004). Molecular Biology of the Cell, p963. WH Freeman: New York, NY. 5th ed.</ref> بیشتر این آسیب‌ها مربوط به آسیب ساختاریساختار مولکول دی‌ان‌ای است و می‌تواند توانایی سلول را برای [[رونویسی (ژنتیک)|رونویسی]] [[ژن]] مؤثر در کدگذاری دی‌ان‌ای تحت تاثیرتأثیر قرار دهد. آسیب‌های دیگر به صورت بالقوه منجر به ایجاد [[جهش|جهش‌های]]‌های مضر در ژنوم سلولی می‌شوند که بر روی زنده ماندن سلول‌های دختر بعد از [[رشتمان]] اثر داردمی‌گذارد. در نتیجه، فرایند بازسازی دی‌ان‌ای به صورت ثابتیدائمی فعال است چنانچه این فرایندو به آسیب وارد شده بر ساختار دی‌ان‌ای پاسخ مثبت می‌دهد. زمانی که فرایند بازسازی نرمال دچار مشکل می‌گرددشده و زمانی که [[خزان یاخته‌ای]] رخ نمی‌دهد، این امکان وجود دارد که دی‌ان‌ای آسیب دیده و بازسازی ناپذیری ممکن است ایجاد شود. کهاین وضعیت شاملبا شکستگی‌ها در رشته دوگانه است و هم بری یا اتصال عرضی دی‌ان‌ای رخهمراه می‌دهدخواهد بود (اتصال عرضی بین رشته‌ای یا ICLها).<ref name="acharya">{{cite journal | last1 = Acharya | first1 = PV | title = The isolation and partial characterization of age-correlated oligo-deoxyribo-ribonucleotides with covalently linked aspartyl-glutamyl polypeptides. | journal = Johns Hopkins medical journal. Supplement | issue = 1 | pages = 254–60 | year = 1971 | pmid = 5055816 }}</ref><ref name="Bjorksten">{{cite journal | last1 = Bjorksten | first1 = J | last2 = Acharya | first2 = PV | last3 = Ashman | first3 = S | last4 = Wetlaufer | first4 = DB | title = Gerogenic fractions in the tritiated rat. | journal = Journal of the American Geriatrics Society | volume = 19 | issue = 7 | pages = 561–74 | year = 1971 | pmid = 5106728 }}</ref>

میزان بازسازی دی‌ان‌ای بستگی به فاکتورهای زیادی دارد که شامل نوع سلول،نوع، سن سلول و محیط درون سلولیسلول هستندمی‌باشد. یک سلول ممکن است تجمعیشامل از مقادیرمقدار زیادی از دی‌ان‌ای‌های آسیب دیده باشد یا این که به صورت بازسازی‌های نامؤثری بازسازی‌هاییباشد. بهچنین خودشرایطی دی‌ان‌ای آسیب وارد می‌کنند ومی‌تواند در این صورت ممکن است یکی از سه حالت زیر رخ دهد:

# زیان رساندن سلول به خود (خودکشی سلول) که تحت عنوان [[خزان یاخته‌ای]] یا [[مرگ برنامه ریزیبرنامه‌ریزی شده سلولی]] شناخته می‌شود.

توانایی بازسازی دی‌ان‌ای در یک سلول برای یکپارچگی ژنوم و بنابراین برای عملکرد طبیعی ارگانیسم نیز حیاتی است. بیشتر ژن‌ها به صورت ابتدایی مؤثر بر طول عمر نشان داده شده است که بر روی بازسازی دی‌ان‌ای آسیب‌دیده و حفاظت از آن تاثیرتأثیر دارد.<ref name="browner">{{cite journal | doi = 10.1016/j.amjmed.2004.06.033 | last1 = Browner | first1 = WS | last2 = Kahn | first2 = AJ | last3 = Ziv | first3 = E | last4 = Reiner | first4 = AP | last5 = Oshima | first5 = J | last6 = Cawthon | first6 = RM | last7 = Hsueh | first7 = WC | last8 = Cummings | first8 = SR. | year = 2004 | title = The genetics of human longevity | url = | journal = Am J Med | volume = 117 | issue = 11| pages = 851–60 | pmid = 15589490 }}</ref>

دی‌ان‌ای آسیب‌دیده ناشی از فاکتورهای زیست محیطیزیست‌محیطی و فرآیندهای متابولیک طبیعی در درون سلول، به میزان ۱۰۰۰۰ تا ۱۰۰۰۰۰۰ آسیب و زخم مولکولی به ازای هر سلول در هر روز اتفاق می‌افتد.<ref name="lodish" /> در حالی که این تنها شامل ۰۰۰۱۶۵/۰ درصد از تقریباتقریباً ۶ بیلیون ژنوم بازی (۳ بیلیون جفت باز) است، زخم‌های (آسیب‌های) بازسازی نشده در ژن‌های حیاتی (مانند [[ژن سرکوبگر غده]]) می‌توانند مانع توانایی سلول برای اجرای عملکردشان و افزایش ارزیابی احتمال [[شکل‌گیری تومور]] و مشارکت در ناهمسانی توموری شود.

اکثر دی‌ان‌ای‌های آسیب دیده بر روی ساختار اولیه هلیکس دوگانه اثر می‌گذارند که در این صورت بازها خودشان از نظر شیمیایی تغییر می‌یابند. این تغییرات می‌تواند در ابتدا منجر به تخریب ساختار مارپیچی منظم مولکولی با معرفی پیوندهای شیمیایی غیر وابسته به مکان خاصی یا ترکیب‌های افزایشی حجیم شود که متناسب با ساختار مارپیچی دوگانه استاندارد نیست. برخلاف [[پروتئین‌ها]] و [[آران‌ای]]، دی‌ان‌ای معمولامعمولاً فاقد ساختار جابه‌جاسازی سه اتم یا بنیان است و بنابراین آسیب و یا فروپاشی در این سطح رخ نمی‌دهد. به هر حال دی‌ان‌ای فوق مارپیچ و زخم در اطراف پروتئین‌های بسته بندیبسته‌بندی کننده، [[هیستون]] نام دارد (در یوکاریوت‌ها) و هر دو فوق ساختار به اثرات مربوط به آسیب دی‌ان‌ای آسیب پذیرآسیب‌پذیر هستند.

## [[زهرابه|زهرابه‌های]]‌های گیاهی خاص

## [[ویروس‌ها]]<ref name="pmid10547702pmid 10547702">{{cite journal

=== انواع آسیب هاآسیب‌ها ===

# [[پرتو یونی]] مانند آن چهآنچه توسط تجزیه رادیو اکتیو یا در [[پرتو کیهانی|پرتوهای کیهانی]] رخ می‌دهد که می‌تواند باعث شکستن رشته‌های دی‌ان‌ای شود. اشعه یونیزاسیون در سطح کم ممکن است ایجاد کننده آسیب‌های جبران ناپذیری به دی‌ان‌ای باشد (منجر به ایجاد خطاهای همتاسازی و نسخه‌نویسی می‌شود که برای نئوپلازیا مورد نیاز است یا برای تداخلات ویروسی نیاز است) که منجر به پیری قبل از رسیدن به بلوغ یا سرطان می‌شود.<ref>Acharya, PVN; The Effect of Ionizing Radiation on the Formation of Age-Correlated Oligo Deoxyribo Nucleo Phospheryl Peptides in Mammalian Cells; 10th International Congress of Gerontology, Jerusalem. Abstract No. 1; January 1975. Work done while employed by Dept. of Pathology, University of Wisconsin, Madison.{{pn|date=December 2014}}</ref><ref>Acharya, PVN; Implicatons of The Action of Low-Level Ionizing Radiation on the Inducement of Irreparable DNA Damage Leading to Mammalian Aging and Chemical Carcinogenesis. ; 10th International Congress of Biochemistry, Hamburg, Germany. Abstract No. 01-1-079; July 1976. Work done while employed by Dept. of Pathology, University of Wisconsin, Madison.{{pn|date=December 2014}}</ref><ref>Acharya, PV Narasimh; Irreparable DNA-Damage by Industrial Pollutants in Pre-mature Aging, Chemical Carcinogenesis and Cardiac Hypertrophy: Experiments and Theory; 1st International Meeting of Heads of Clinical Biochemistry Laboratories, Jerusalem, Israel. April 1977. Work conducted at Industrial Safety Institute and Behavioral Cybernetics Laboratory, University of Wisconsin, Madison.{{pn|date=December 2014}}</ref>

# اختلال حرارتی در در مقادیر بالای دمایی منجر به افزایش [[دیپیوریاسیون]] (از دست دادن بازهای [[پورین]] از چارچوب اصلی دی‌ان‌ای) و شکستن رشته‌های مجزا و تکی می‌شود. به عنوان مثال هیدرولیز دی پیوریلیشن در باکتری [[گرمادوست]] مشاهده شده است که در [[چشمه آب گرم|چشمه‌های آب گرم]] در دمای ۴۰ تا ۸۰ درجه سلسیوس رشد می‌کنند.<ref>{{cite book |title=Brock Biology of Microorganisms | year=2006| author=Madigan MT, Martino JM | edition=11th |page=136 |publisher=Pearson |isbn=0-13-196893-9}}</ref><ref name="Toshihiro">{{cite journal | doi = 10.3123/jemsge.28.56 | last1 = Ohta | first1 = Toshihiro | last2 = Shin-ichi | first2 = Tokishita | last3 = Mochizuki | first3 = Kayo | last4 = Kawase | first4 = Jun | last5 = Sakahira | first5 = Masahide | last6 = Yamagata | first6 = Hideo | year = 2006 | title = UV Sensitivity and Mutagenesis of the Extremely Thermophilic Eubacterium Thermus thermophilus HB27 | url = http://www.jstage.jst.go.jp/article/jemsge/28/2/56/_pdf | journal = Genes and Environment | volume = 28 | issue = 2| pages = 56–61 }}</ref> میزان دی پیوریشن یا تخریب بازهای پورین (۳۰۰ پورین باقی مانده به ازای هر ژنوم به ازای هر نسل) در این گونه‌ها بالا است که توسط مکانیسم بازسازی نرمال بازسازی می‌گردد و بنابراین احتمالااحتمالاً امکان رد کردن [[ناسازگارانه|رفتار ناسازگارانه]] وجود ندارد.

# مواد شیمیای صنعتی مانند [[وینیل کلرید]] و [[هیدروژن پراکسید]] و مواد شیمیایی زیست محیطیزیست‌محیطی مانند [[هیدروکربن آروماتیک چندحلقه‌ای|هیدروکربن‌های آروماتیک چندحلقه‌ای]] یافت شده در دود و دوده می‌توانند ورین‌های دی‌ان‌ای گوناگون، اتانوبازها، بازهای اکسید شده، فسفوتری استرهای قلیایی شده و دی‌ان‌ای و [[دی‌ان‌ای کراس لینکینگ]] را ایجاد نمایند.

در سلول‌های انسان، و در سلول‌های [[یوکاریوت|یوکاریوتی]] به صورت کلی، دی‌ان‌ای در دو موقعیت سلولی در درون [[هسته یاخته|هسته‌ها]] و در درون [[میتوکندری]] یافت می‌گردد. دی‌ان‌ای هسته یا nدی‌ان‌ای به صورت [[کروماتین]] در مراحل غیر همانند [[چرخه خته‌ای|چرخه سلولی]] وجود دارد و به صورت ساختار دانه‌ای متراکم تحت عنوان [[کروموزوم]]‌ها در طول [[تقسیم یاخته]] متراکم شده است. در هر مرحله، دی‌ان‌ای به مقدار زیادی فشرده می‌گردد و در اطراف پروتئین‌های مهره مانند به نام [[هیستون]]‌ها چرخش می‌یابد. در هر جایی که سلول نیاز به بیان اطلاعات ژنتیکی کدگذاری شده در nدی‌ان‌ای خودش داشته باشد در این صورت ناحیه [[کروموزوم]]ی مورد نیاز از هم می‌پاشد، ژن‌های واقع بر روی آن بیان می‌گردند و سپس ناحیه به ساختار استراحت خود به حالت متراکم باز می‌گرددبازمی‌گردد. دی‌ان‌ای میتومندری یا mtدی‌ان‌ای درون [[اندامک]]های میتوکندری قرار دارد، که از آن چندین کپی وجود دارد و علاوه بر این به مقدار زیادی در ارتباط با تعدادی از شکل‌های پروتئینی پیچیده است که تحت عنوان نوکلوئید شناخته شده‌اند. درون میتوکندری، [[گونه‌های اکسیژن رآکتیو]] یا ROS یا [[رادیکال آزاد|رادیکال‌های آزاد]] محصولات جانبی تولید ثابت [[آدنوزین تری‌فسفات]] یا ATP از طریق [[فسفرگیری اکسایشی]] هستند که ایجاد محیطی اکسیداتیو می‌کنند که برای آسیب به mtدی‌ان‌ای شناخته شده است. آنزیم اصلی برای مقابله با سمیت این گونه‌ها [[سوپر اکسید دیسموتاز]] است که هم در میتوکندری و هم در [[سیتوپلاسم]] سلول‌های یوکاریوتی وجود دارد.

پیری یک وضعیت غیرقابل برگشت است که تقسیم سلول و پاسخ حفاظتی به کوتاه شدن کروموزوم به پایان می‌رسد. [[تلومر]]ها نواحی طولانی از [[دی‌ان‌ای غیرکدگذاری‌شده]] تکراری هستند که کروموزوم‌ها را پوشش می‌دهند و در نهایت تخریب جزئی مربوط به تقسیم سلولی در هر زمان را تحت کنترل دارند ([[حد هایفلیک]] را ببینید).<ref name="braig">{{cite journal | doi = 10.1158/0008-5472.CAN-05-4006 | last1 = Braig | first1 = M | last2 = Schmitt | first2 = CA. | year = 2006 | title = Oncogene-induced senescence: putting the brakes on tumor development | url = | journal = Cancer Res | volume = 66 | issue = 6| pages = 2881–2884 | pmid = 16540631 }}</ref> برعکس، [[فاز جی صفر|خاموشی]] یک حالت برگشت‌پذیر برای خواب سلولی است که در ارتباط با آسیب ژنومی نیست ([[چرخه یاخته‌ای]] را ببینید). پیری در سلول‌ها ممکن است به عنوان تغییر عملکردی برای آپوپتوز در مواردی عمل نماید که حضور فیزیکی سلول برای دلایل مکانی و فضایی به وسیله ارگانیسم مورد نیاز است<ref name="Lynch">{{cite journal | doi = 10.1089/dna.2006.25.69 | last1 = Lynch | first1 = MD. | year = 2006 | title = How does cellular senescence prevent cancer? | url = | journal = DNA Cell Biol | volume = 25 | issue = 2| pages = 69–78 | pmid = 16460230 }}</ref> که به صورت مکانیسم بازسازی نهایی برای جلوگیری از آسیب تکرار شدن نامناسب دی‌ان‌ای در غیاب رشد [[نشانه‌گذاری یاخته]] به کار برده می‌شود. تقسیم سلولی بی نظم می‌تواند منجر به شکل گیری تومور شود ([[سرطان]] را ببینید) که به صورت بالقوه‌ای برای ارگانیسم کشنده است؛ بنابراین القا پیری و آپوپتوز به عنوان بخشی از استراتژی حفاظت در مقابل سرطان در نظر گرفته می‌شود.<ref name="pmid17667954pmid 17667954">{{cite journal

تشخیص میان دی‌ان‌ای آسیب دیده و جهش مهم است، این دو حالت دو نوع اصلی از خطا در دی‌ان‌ای هستند. آسیب‌های دی‌ان‌ای و جهش به صورت اساسی با هم متفاوت هستند. آسیب‌ها به صورت وضعیت‌های فیزیکی غیر طبیعیغیرطبیعی در دی‌ان‌ای هستند مانند شکستن رشته دوتایی یا مجزا، بقایای [[۸-اوکسو-۲-دئوکسی گوآنوزین]] و مواد افزودنی هیدرو کربن‌های آروماتیک پلی سایکلیک. آسیب‌های دی‌ان‌ای می‌تواند به وسیله آنزیم‌ها شناسایی گردد و بنابراین آن‌ها می‌توانند به درستی بازسازی گردند در صورتی که اطلاعات اضافی مانند توالی غیر آسیب دیده و سالم در رشته مکمل دی‌ان‌ای یا در کروموزوم همولوگ برای کپی کردن در دسترس باشند. اگر سلول آسیب دیده دی‌ان‌ای حفظ گردد، در این صورت مانع از نسخه‌نویسی ژن می‌شود و بنابراین ترجمه به پروتئین نیز مسدود می‌گردد. تکرار نیز ممکن است مسدود گردد یا سلول ممکن است بمیرد.

این مشخصات هم برای دی‌ان‌ای آسیب دیده و هم جهش یافته مشخص شده‌اند که می‌توان در آسیب‌های دی‌ان‌ای مشاهده کرد که مسئله‌ای خاص در زمینه عدم تقسیم شدن یا تقسیم شدن آهسته سلول‌ها به حساب می‌آید که در این صورت آسیب‌های بازسازی نیافته می‌تواند در طول زمان تجمع یابند. از سوی دیگر در تقسیم سلولی سریع، دی‌ان‌ای‌های آسیب دیده و بازسازی نیافته به نابودی سلول با استفاده از مسدود ساختن تکثیر نمی‌پردازند بلکه منجر به ایجاد خطاهایی در تکثیر و بنابراین جهش می‌شوند. اکثر جهش‌ها دارای تاثیریتأثیری خنثی و بی اثر بر روی بقای سلول و زنده ماندن آن‌ها نیستند؛ بنابراین در سلول‌های یک بافت دارای تکثیر سلول، سلول‌های جهش یافته تمایل به از بین رفتن دارند. به هر حال جهش‌های نادری ممکن است منجر به ایجاد برتری زنده ماندن با توجه به کلونی توسعه یافته در مجاورت سلول‌های بافت شود. این مزیت برای یک سلول به عنوان عیبی برای کل ارگانیسم به شمار می‌آید زیرا چنین سلول‌های جهش یافته‌ای می‌تواند منجر به ایجاد سرطان شوند؛ بنابراین دی‌ان‌ای‌های آسیب دیده در اثر تقسیم سلولی‌های مکرر منجر به افزایش جهش‌ها می‌شوند و در نتیجه سرطان شکل می‌گیرد. برعکس، دی‌ان‌ای‌های آسیب دیده در تقسیم سلولی نادر می‌تواند منجر به ایجاد پیری زودهنگام شود.<ref name="nDNA">{{cite journal | last=Best |first= Benjamin P | title=Nuclear DNA damage as a direct cause of aging

سلول‌هایی که محدود کننده این سه نوع آسیب به دی‌ان‌ای هایشان توسط برگشت شیمیایی آن هستند شناخته شده‌اند. این مکانیسم‌ها نیازی به بازسازی نمونه ندارد زیرا انواع آسیب‌هایی که آن‌ها می‌توانند ایجاد نمایند تنها در یکی از چهار باز رخ می‌دهد. چنین مکانیسم‌های برگشت مستقیم در ارتباط با نوع آسیب وارده و شکستگی پایه فسفودی استر ربطی ندارد. شکل گیری [[دیمر پیریمیدین|دیمرهای پیریمیدین]] بر اثر اشعه UV منجر به ایجاد پیوندهای کوالانسی غیر طبیعیغیرطبیعی بین بازهای پیریمیدن جفت شده می‌شود. فرایند فوتوری اکتیویشن (فعال شدن در اثر نور) به صورت مستقیم منجر به برگشت آسیب توسط فعالیت آنزیم [[فوتولیاز]] می‌شود که کار فعال ساختن را به صورت اجباری و ناخواسته انجام می‌دهد و این فعالیت بستگی به انرژی جذب شده توسط [[طیف الکترومغناطیسی|نور آبی UV]] برای انجام کاتالیز دارد ([[طول موج]] ۳۰۰ تا ۵۰۰ نانو مترنانومتر).<ref name="Sancar">{{cite journal | doi = 10.1021/cr0204348 | last1 = Sancar | first1 = A. | year = 2003 | title = Structure and function of DNA photolyase and cryptochrome blue-light photoreceptors | url = | journal = Chem Rev | volume = 103 | issue = 6| pages = 2203–37 | pmid = 12797829 }}</ref> نوع دیگر آسیب مربوط به متیلاسیون باز گوانین است که به صورت مستقیم توسط پدوتئین متیل گوانین متیل ترنسفراز یا MGMT معکوس می‌گردد و معادل باکتریایی آن [[اگت]] است. این یک فرایند پر هزینه‌ای است زیرا هر مولکول MGMT می‌تواند تنها برای یک بار مورد استفاده قرار گیرد از این رو واکنش در مقایسه با [[فروکافت|فرکافتی]] به صورت [[استوکیومتری]] است.<ref name="watson">Watson JD, Baker TA, Bell SP, Gann A, Levine M, Losick R. (2004). Molecular Biology of the Gene, ch. 9 and 10. Peason Benjamin Cummings; CSHL Press. 5th ed.{{pn|date=December 2014}}</ref> پاسخ کلی به عوامل متیل کننده در باکتری به صورت [[پاسخ سازگارانه]] نشان داده شده است و اشاره به سطح مقاومت عوامل قلیایی یا آلکیله کننده در معرض تنظیم ارتقا یافته آنزیم‌های بازسازی آلکیل دار شدن می‌نماید.<ref name="Volkert">{{cite journal |author=Volkert MR |title=Adaptive response of Escherichia coli to alkylation damage |journal=Environmental and Molecular Mutagenesis |volume=11 |issue=2 |pages=241–55 |year=1988 |pmid=3278898 |doi=10.1002/em.2850110210}}</ref> نوع سوم از دی‌ان‌ای آسیب دیده در ارتباط با سلول‌هایی است که دارای متیلاسیون معینی برای بازهای سیتوزین و آدنین هستند.

# [[بازسازی برش بازی]] (BER) که به بازسازی تک باز آسیب دیده حاصل از اکسیداسیون، قلیایی شدن، هیدرولیز یا دامیناسیون می‌پردازد. باز آسیب به وسیله [[دی‌ان‌ای گلیسولاز]] حذف می‌گردد. دندانه گم شده سپس توسط آنزیمی تشخیص داده می‌شود که [[ای‌پی اندونوکلئوآز]] نام دارد که [[پیوند فسفودی‌استر]] را می‌شکند. بخش گم شده سپس مجددامجدداً به وسیله [[دی‌ان‌ای-پلی‌مراز]] و [[آنزیم دی‌ان‌ای لیگاز]] سنتز می‌گردد و بخش نهایی را شکل می‌دهد.

شکستگی‌های رشته دوتایی که در آن هر دو رشته در یک مارپیچ دوگانه هستند و به صورت خاصی به سلول آسیب وارد می‌کنند زیرا منجر به شکل گیری چیدمان مجدد ژنوم می‌شود. سه مکانیسم موجود برای بازسازی بریک‌ها یا شکستگی‌های رشته دوگانه (DSB) وجود دارد که عبارتند از: [[اتصال پایانی غیر همولوگی]] (NHEJ)، [[اتصال پایانی سطح میکرو همولوژی]] (MMEJ) و [[ترکیب مجدد همولوگ‌ها]].<ref name="watson" /> PVN Acharya اشاره به شکستگی‌های رشته دوگانه و اتصال متقاطع هر دو رشته در نقطه یکسانی دارد که جبران پذیر نیست زیرا هر رشته می‌تواند به عنوان الگویی برای بازسازی مورد استفاده قرار گیرد. سلول در میتوزهای بعدی می‌میرد و یا این که در برخی موارد نادر جهش می‌یابد.<ref name="acharya" /><ref name="Bjorksten" />

در NHEJ، [[آنزیم دی‌ان‌ای لیگاز ۴]] که به صورت [[آنزیم دی‌ان‌ای لیگاز]] خاصی است ترکیبی را با کوفاکتور XRCC4 شکل می‌دهد که به صورت مستقیم به دو انتها اتصال می‌یابد.<ref>{{cite journal |author=Wilson TE, Grawunder U, Lieber MR |title=Yeast DNA ligase IV mediates non-homologous DNA end joining |journal=Nature |volume=388 |issue=6641 |pages=495–8 |year=1997 |month=July |pmid=9242411 |doi=10.1038/41365}}</ref> به منظور راهنمایی برای بازسازی دقیق، NHEJ به توالی همولوگی کوتاهی اشاره دارد که میکرو همولوگ‌ها نام دارد که در دنباله‌های رشته‌ای تکی در انتهای دی‌ان‌ای برای اتصال وجود دارد. اگر این این مشکلات هم سو هستند در این صورت بازسازی معمولامعمولاً دقیق است.<ref name="Moore and Haber">{{cite journal |author=Moore JK, Haber JE |title=Cell cycle and genetic requirements of two pathways of nonhomologous end-joining repair of double-strand breaks in Saccharomyces cerevisiae |journal=Molecular and Cellular Biology |volume=16 |issue=5 |pages=2164–73 |year=1996 |month=May |pmid=8628283 |pmc=231204 |url=http://mcb.asm.org/cgi/pmidlookup?view=long&pmid=8628283}}</ref><ref>{{cite journal |author=Boulton SJ, Jackson SP |title=Saccharomyces cerevisiae Ku70 potentiates illegitimate DNA double-strand break repair and serves as a barrier to error-prone DNA repair pathways |journal=The EMBO Journal |volume=15 |issue=18 |pages=5093–103 |year=1996 |month=September |pmid=8890183 |pmc=452249}}</ref><ref name="Wilson and Lieber">{{cite journal |author=Wilson TE, Lieber MR |title=Efficient processing of DNA ends during yeast nonhomologous end joining. Evidence for a DNA polymerase beta (Pol4)-dependent pathway |journal=The Journal of Biological Chemistry |volume=274 |issue=33 |pages=23599–609 |year=1999 |month=August |pmid=10438542 |doi=10.1074/jbc.274.33.23599}}</ref><ref>{{cite journal |author=Budman J, Chu G |title=Processing of DNA for nonhomologous end-joining by cell-free extract |journal=The EMBO Journal |volume=24 |issue=4 |pages=849–60 |year=2005 |month=February |pmid=15692565 |pmc=549622 |doi=10.1038/sj.emboj.7600563}}</ref> NHEJ نیز می‌تواند جهش‌هایی را در طول بازسازی معرفی نماید. از دست دادن نوکلئوتیدهای آسیب دیده در مکان شکستن می‌تواند منجر به حذف و اتصال شکل‌های غیر منطبق تغییر مکان یافته شود. NHEJ به صورت خاصی قبل از زمان تکثیر شدن سلول در دی‌ان‌ای خودش دارای اهمیت است زیرا هیچ گونه الگوی در دسترسی برای بازسازی به وسیله ترکیب مجدد همولوگ‌ها وجود ندارد. نسخه پشتیبانی برای مسیرهای NHEJ در [[یوکاریوت]]‌های عالی تر وجود دارد.<ref name="wang">{{cite journal |author=Wang H, Perrault AR, Takeda Y, Qin W, Wang H, Iliakis G |title=Biochemical evidence for Ku-independent backup pathways of NHEJ |journal=Nucleic Acids Research |volume=31 |issue=18 |pages=5377–88 |year=2003 |month=September |pmid=12954774 |pmc=203313 |doi=10.1093/nar/gkg728}}</ref> به غیر از نقش آن به عنوان ژنوم سرپرست، NHEJ نیاز به اتصال هپارین به رشته دوگانه دارد که در طول ترکیب مجدد V(D)J شکل می‌گیرد، این فرایند ایجاد کننده گوناگونی در سلول بی و [[گیرنده لنفوسیت تی]] در [[دستگاه ایمنی]] [[مهره‌داران]] است.<ref>{{cite journal |author=Jung D, Alt FW |title=Unraveling V(D)J recombination; insights into gene regulation |journal=Cell |volume=116 |issue=2 |pages=299–311 |year=2004 |month=January |pmid=14744439 |doi=10.1016/S0092-8674(04)00039-X}}</ref>

ترکیب مجدد همولوگ‌ها نیاز به حضور توالی اتفاقی نزدیک به هم و منطبق دارد که به عنوان الگویی برای بازسازی شکستگی مورد استفاده قرار می‌گیرد. پاسخ خودکار آنزیمی برای این فرایند بازسازی تقریباتقریباً مساوی با پاسخ خودکار برای [[کراسینگ‌اور]] کروموزوم‌ها در میوز است. این مسیر به کروموزوم‌های آسیب دیده اجازه بازسازی را با کمک [[کروماتید]] خواهری (در G2 بعد از تکثیر دی‌ان‌ای در دسترس است) یا [[کروموزوم همتا]] به عنوان الگو را می‌دهد. DSBها منجر به تکثیر خودکار فرایند سنتز در طول رشته شکسته مجزا یا آسیب بازسازی نیافته حاصل از فروپاشی دوشاخه همتاسازی می‌شوند و اساسااساساً به وسیله ترکیب شدن مجدد بازسازی می‌یابند.

[[توپوایزومراز|توپوایزومرازها]]ها هم در شکستگی‌های تک رشته‌ای و هم دوتایی در زمان تغییر حالت دی‌ان‌ای سوپرکولینگ معرفی شده‌اند که به صورت خاصی در نواحی نزدیک به دوشاخه همتاسازی باز رایج است. چنین شکستگی‌هایی به صورت دی‌ان‌ای آسیب دیده در نظر گرفته نمی‌شوند زیرا آن‌ها سطح مشترک طبیعی در توپوایزومرازها با مکانیسم بیوشیمیایی هستند و فورافوراً به وسیله آنزیم‌هایی بازسازی می‌یابند که آن‌ها را ایجاد کرده‌اند.

سنتز ترانسلسیون یا TLS به صورت فرایند مقاوم به آسیب دی‌ان‌ای است که به مکانیسم تکثیر دی‌ان‌ای اجازه [[همانندسازی]] زخم‌های قبلی دی‌ان‌ای را مانند دیمرهای تیامین یا [[مکان‌های ای‌پی]] را می‌دهد.<ref name="pmid19258535pmid 19258535">{{cite journal |author=Waters LS, Minesinger BK, Wiltrout ME, D'Souza S, Woodruff RV, Walker GC |title=Eukaryotic Translesion Polymerases and Their Roles and Regulation in DNA Damage Tolerance |journal=Microbiol. Mol. Biol. Rev. |volume=73 |issue=1 |pages=134–54 |date=March 2009 |pmid=19258535 |doi=10.1128/MMBR.00034-08 |url= |pmc=2650891}}</ref> این شامل سوئیچینگ منظم پلیمرازهای دی‌ان‌ای برای ترنسلیشن پلیمرازهای خاص است که اغلب با مکان‌های فعال بزرگ‌تری در ارتباط است که می‌تواند جفت شدن بازهای مخالف مربوط به نوکلئوتیدهای آسیب دیده را فراهم سازد. پلیمراز سوئیچینگ به عنوان واسطه‌ای در بین فاکتورهای دیگر عمل می‌کند، اصلاح معمولامعمولاً بعد از ترجمه و رونویسی فاکتور تکثیر PCNA صورت می‌گیرد. پلیمراز سنتز ترنسلیژن اغلب دارای اتصال سستی براساس الگوهای سالم مرتبط با پلیمرازهای منظم است. به هر حال بیشتر آن‌ها به مقدار زیادی بر روی بازهای صحیح و متضاد با انواع خاصی از آسیب‌ها تاثیرتأثیر دارند. به عنوان مثال Pol η به عنوان سطحی عاری از خطا برای جبران زخم‌های ایجاد شده توسط اشعه [[فرابنفش]] است در حالی که Pol ι جهش‌هایی را در این مکان‌ها ایجاد می‌کنند. Pol η به عنوان یک عامل اضافه کننده به آدنین در راستای فوتودیمر T^T با استفاده از جفت شدن بازی واتسون- کریک شناخته شده است و آدنین ثانویه به شکل گیری syn آن با استفاده از [[جفت باز]] [[هاگستین]] اضافه می‌گردد. از نظر سلولی، خطر مربوط به معرفی جهش‌های نقطه‌ای در طول سنتز ترنسلیژن ممکن است برای بازسازی مجدد نسبت به بیشتر مکانیسم‌های قوی تر برای بازسازی دی‌ان‌ای ترجیح داده شود که در این صورت ممکن است باعث توده‌ای شدن کروموزومی و یا مرگ سلولی شود. به طور مختصر، فرایند شامل پلیمراز شدن خاصی است که هر یک به جبران و یا بازسازی زخم‌ها در مکان‌هایی می‌پردازد که محل تکثیر دی‌ان‌ای است. به عنوان مثال پلیمراز دی‌ان‌ای انسانی اتا می‌تواند با زخم‌های دی‌ان‌ای پیچیده‌ای مانند جهش‌های شبه هدف بازسازی گردد.<ref name="pmid18616294pmid 18616294">{{cite journal |author=LC Colis, P Raychaudhury, AK Basu |title=Mutational specificity of gamma-radiation-induced guanine-thymine and thymine-guanine intrastrand cross-links in mammalian cells and translesion synthesis past the guanine-thymine lesion by human DNA polymerase eta |journal=Biochemistry | volume= 47 | issue=6| pages=8070–8079| year= 2008 | pmid= 18616294| doi=10.1021/bi800529f}}</ref> پارومیتا راچادهاری و آشیس باسو<ref name="pmid21302943pmid 21302943">{{cite journal |author=P Raychaudhury|author-separator=,|title=Genetic requirement for mutagenesis of the G[8,5-Me]T cross-link in Escherichia coli: DNA polymerases IV and V compete for error-prone bypass |journal=Biochemistry | volume= 50 | issue=12| pages=2330–2338| year= 2011 | pmid= 21302943| doi=10.1021/bi102064z |last2=Basu |first2=Ashis K. }}</ref> سمیت و جهش زا بودن زخم یکسانی را در اشرشیا کولای با استفاده از تکثیر G[8,5-Me]T تغییر دهنده پلاسمید در اشرشیا کولای با پلیمراز خاص دی‌ان‌ای مورد مطالعه قرار دادند. قابلیت زیستن در رشته فاقد pol II, pol IV و pol V بسیار کم بود، سه SOS محرک پلیمرازهای دی‌ان‌ای نشان دادند که سنتز ترسلیژن با کمک این پلیمرازهای خاص دی‌ان‌ای صورت می‌گیرد.

بعد از آسیب وارد شدن به دی‌ان‌ای، [[نقاط وارسی]] چرخه سلولی فعال می‌گردد. فعال شدن نقاط کنترل منجر به توقف چرخه سلولی می‌شود و به سلول زمانی را برای بازسازی آسیب قبل از ادامه دادن فعالیت تقسیم می‌دهد. [[نقاط وارسی آسیب واردشده به دی‌ان‌ای]] در مرزهای [[گام نخستین رشد]]/[[مرحله اس]] و [[گام دوم رشد|گام دومین رشد]]/مرحله‌ام رخ می‌دهد. در داخل نقطه کنترل اس نیز وجود دارد. فعال شدن نقطه کنترل با کمک دو [[کیناز]] ATM و ATR صورت می‌گیرد. ATM به شکستگی‌های رشته دوگانه دی‌ان‌ای و توزیع در ساختار کروموزوم پاسخ می‌دهد،<ref>{{cite journal |author=Bakkenist CJ, Kastan MB |title=DNA damage activates ATM through intermolecular autophosphorylation and dimer dissociation |journal=Nature |volume=421 |issue=6922 |pages=499–506 |year=2003 |month=January |pmid=12556884 |doi=10.1038/nature01368}}</ref> در حالی که ATR به صورت ابتدایی به توقف دوشاخه همتاسازی پاسخ می‌دهد. این کینازها مناطق هدف را در نظر دارند و در نهایت منجر به توقف چرخه سلولی می‌شوند. کلاسی از پروتئین‌های واسطه شامل BRCA1, MDC1 و 53BP1 نیز تشخیص داده می‌شوند.<ref>{{cite book |title=DNA Repair, Genetic Instability, and Cancer |last=Wei |first=Qingyi |author2=Lei Li|author3=David Chen |year=2007 |publisher=World Scientific |isbn=981-270-014-5 }}{{pn|date=December 2014}}</ref> این پروتئین‌ها به نظر می‌رسد که برای انتقال سیگنال فعال کننده نقطه کنترل به پروتئین‌های بخش‌های پایینی مورد نیاز است.

مهم ترینمهم‌ترین اهداف ATM و ATR در حرکت رو به پایین [[پی۵۳]] است چنانچه برای القای [[خزان یاخته‌ای]] به دنبال آسیب به دی‌ان‌ای مورد نیاز است.<ref>{{cite book |title=Checkpoint Controls and Cancer |last=Schonthal |first=Axel H. |year=2004 |publisher=Humana Press |isbn=1-58829-500-1 }}{{pn|date=December 2014}}</ref> بازدارنده [[پی۲۱]] کیناز وابسته به سایکلین به وسیله مکانیسم‌های وابسته p53 و مستقل p53 القا می‌گردد و می‌تواند منجر به توقف چرخه سلولی در نقاط کنترل G1/S و G2/M به وسیله غیر فعالغیرفعال کردن ترکیبات سایکلین/ کیناز وابسته به سایکلین شود.<ref>{{cite journal |author=Gartel AL, Tyner AL |title=The role of the cyclin-dependent kinase inhibitor p21 in apoptosis |journal=Molecular Cancer Therapeutics |volume=1 |issue=8 |pages=639–49 |year=2002 |month=June |pmid=12479224 |url=http://mct.aacrjournals.org/cgi/pmidlookup?view=long&pmid=12479224}}</ref>

[[پاسخ ساس]] تغییر در [[بیان ژن]] در [[اشریشیا کلی]] و دیگر باکتری‌ها در پاسخ به آسیب دی‌ان‌ای است. سیستم SOS پروکاریوت به وسیله دو پروتئین اصلی تنظیم می‌گردد: LexA و RecA. LexA همودیمر یک رپرسور رونویسی است که به توالی اپراتور پیوند یافته است و معمولامعمولاً اشاره به جعبه‌های SOS می‌کند. در اشرشیا کولای LexA به عنوان تنظیم کننده رونویسی تقریباتقریباً ۴۸ ژن شناخته شده است که شامل ژن‌های lexA و recA است (۳۷). پاسخ دهنده SOS در حیطه باکتریایی در سرتاسر دنیا شناخته شده است اما به مقدار زیادی در برخی از راسته‌های باکتریایی مانند [[اسپیروکت]]ها وجود ندارد.<ref name="Janion">{{cite journal | last1 = Janion | first1 = C. | year = 2001 | title = Some aspects of the SOS response system-a critical survey | url = | journal = Acta Biochim Pol. | volume = 48 | issue = 3| pages = 599–610 | pmid = 11833768 }}</ref> سیگنال‌های سلولی بسیار رایج کار فعال نمودن پاسخ SOS را انجام می‌دهند که به عنوان نواحی دی‌ان‌ای تک رشته هستند (ssدی‌ان‌ای) که حاصل از توقف دو شاخه‌های همتاسازی یا شکستگی‌های رشته دوگانه است که به وسیله دی‌ان‌ای [[هلیکاز]] برای جداسازی دو رشته دی‌ان‌ای انجام می‌شود.<ref name="Erill">{{cite journal | doi = 10.1111/j.1574-6976.2007.00082.x | last1 = Erill | year = 2007 | first1 = I | last2 = Campoy | first2 = S | last3 = Barbé | first3 = J | title = Aeons of distress: an evolutionary perspective on the bacterial SOS response | url = | journal = FEMS Microbiol Rev. | volume = 31 | issue = 6| pages = 637–656 | pmid = 17883408 }}</ref> در مرحله اولیه، پروتئین RecA به ssدی‌ان‌ای در ATP هیدرولیز شده پیسوند می‌یابد که حاصل واکنش ایجاد شده به صورت فیلامنت‌های RecA–ssدی‌ان‌ای است. فیلامنت‌های RecA–ssدی‌ان‌ای فعال کننده فعالیت اتوپروتئازهای LexA هستند که به مقدار زیادی منجر به کلیواژ شدن دیمر LexA و تنزل توالی LexA می‌شوند. از دست دادن رپرسور LexA ایجاد کننده و تلقیح کننده رونویسی از ژن‌های SOS است و برای تلقیح سیگنالی بیشتر، بازدارندگی از تقسیم سلولی و افزایش سطوح پروتئین‌ها مسئول برای فرایند آسیب رسانی مجاز است.

در اشرشیا کولای، جعبه‌های SOS دارای ۲۰ نوکلئوتید در راستای توالی نزدیک به شناسانگر با ساختار [[واروخوانه|واروخوانه‌ای]] و درجه بالای تبدیل توالی هستند. در بقیه کلاس‌ها و راسته‌ها، توالی مربوط به جعبه‌های SOS به صورت قابل توجهی با طول متفاوت و ترکیب گوناگون تغییر می‌یابد اما این معمولامعمولاً به مقدار زیادی مورد حفاظت قرار می‌گیرد و یکی از قوی ترینقوی‌ترین سیگنال‌های کوتاه در ژنوم است (۳۸). مقدار زیاد اطلاعات جعبه‌های SOS اجازه پیوندهای مختلف LexA را نسبت یا شناسانگرهای مختلف را می‌دهد و برای زمان‌بندی پاسخ SOS نیز مجاز هستند. ژن‌های بازسازی کننده ضایعه در ابتدای پاسخ SOS تلقیح می‌شوند. به عنوان مثال خطا در پلیمرازهای ترنسلیژن UmuCD'2 (همچنین دی‌ان‌ای پلیمراز V نام دارد) بعدابعداً تنظیم و دسته بندیدسته‌بندی نهایی را ایجاد می‌کند.<ref name="Erill" /> در ابتدا دی‌ان‌ای آسیب دیده بازسازی می‌گردد یا با استفاده از پلیمراز یا از طریق ترکیب شدن مجدد بای پس می‌شود، مقدار دی‌ان‌ای تک رشته‌ای در سلول‌ها کاهش می‌یابد، در نتیجه مقدار فیلامنت‌های RecA فعالیت کلیواژ همودیمر LexA را کاهش می‌دهد که سپس به جعبه‌های SOS در نزدیکی شناساگرها پیوند می‌یابد.<ref name="Goodman">{{cite journal | doi = 10.1021/cr0404951 | last1 = Schlacher | first1 = K | last2 = Pham | first2 = P | last3 = Cox | first3 = MM | last4 = Goodman | first4 = MF. | year = 2006 | title = Roles of DNA Polymerase V and RecA Protein in SOS Damage-Induced Mutation | url = | journal = Chem. Rev | volume = 106 | issue = 2| pages = 406–419 | pmid = 16464012 }}</ref>

سلول‌های [[یوکاریوت|یوکاریوتی]] در معرض عوامل آسیب رسان به دی‌ان‌ای نیز فعال کننده مسیرهای دفاعی مهم توسط پروتئین‌های مختلفی هستند که در بازسازی دی‌ان‌ای ، کنترل نقاط کنترل چرخه سلولی، تراکم و تنزل پروتئین نقش دارند. چنین ژنومی گسترش دهنده پاسخ رونویسی است که بسیار پیچیده است و به مقدار زیادی تنظیم کننده است، بنابراین اجازه تطابق پاسخ کلی را نسبت به آسیب می‌دهد. در معرض قرار گیری [[مخمر]] [[ساکارومایسس سرویزیه]] نسبت به عوامل آسیب رسان به دی‌ان‌ای منجر به ایجاد هم پوشانی می‌گردد اما به صورت پروفیل‌های رونویسی مجزایی این کار انجام می‌شود. تشابه با [[پاسخ شوک]] زیست محیطیزیست‌محیطی نشلان دهنده این است که مسیری برای پاسخ تنشی کلی در سطح فعال ساختن رونویسی وجود دارد. برعکس، انواع مختلف سلول‌های انسانی به آسیب به صورت مختلفی پاسخ می‌دهند که خود نشان دهنده غیاب و نبود پاسخ کلی در این زمینه است. تفسیر احتمالی برای این تفاوت بین مخمر و سلول‌های انسانی ممکن است در ارتباط با هتوژنز بودن سلول‌های پستانداران باشد. در حیوانات انواع مختلف سلول‌ها در بین اندام‌های مختلف وجود دارد که دارای حساسیت‌های مختلفی به آسیب دی‌ان‌ای هستند.<ref name="Fry, Begle, Samson 2004">Fry RC, Begley TJ, Samson LD. (2004). Genome-wide responses to DNA-damaging agents. ''Annu Rev Microbiol''. 59 pp 357–77</ref>

حیوانات مورد آزمایش با کمبودهای ژنتیکی در بازسازی دی‌ان‌ای اغلب طول عمر کوتاه تری دارند و احتمال ابتلا به سرطان در آن‌ها افزایش می‌یابد.<ref name="nDNA" /> به عنوان مثال موش دارای نقش در زمینه مسیر NHEJ و مکانیسم‌های حفاظت تلومر است که بر روی انف تاثیرتأثیر دارد و منجر به ایجاد عفونت می‌گردد و در نتیجه طول عمر کوتاه ترکوتاه‌تر از انواع موش‌های وحشی دیگر خواهد بود.<ref name="espejel">{{cite journal | doi = 10.1038/sj.embor.7400127 | last1 = Espejel | first1 = S | last2 = Martin | first2 = M | last3 = Klatt | first3 = P | last4 = Martin-Caballero | first4 = J | last5 = Flores | first5 = JM | last6 = Blasco | first6 = MA. | year = 2004 | title = Shorter telomeres, accelerated ageing and increased lymphoma in DNA-PKcs-deficient mice | url = | journal = EMBO Rep | volume = 5 | issue = 5| pages = 503–9 | pmid = 15105825 | pmc = 1299048 }}</ref> در روشی مشابه، موش دارای نقص در بازسازی اصلی و پروتئین رونویسی فاقد دی‌ان‌ای هلیکاز برای دوران پیش از بلوغ است و در نتیجه این امر طول عمر را کوتاه می‌کند.<ref name="deboer">{{cite journal | doi = 10.1126/science.1070174 | year = 2002 | last1 = De Boer | first1 = J | last2 = Andressoo | first2 = JO | last3 = De Wit | first3 = J | last4 = Huijmans | first4 = J | last5 = Beems | first5 = RB | last6 = Van Steeg | first6 = H | last7 = Weeda | first7 = G | last8 = Van Der Horst | first8 = GT | last9 = Van Leeuwen | first9 = W | last10 = Themmen | first10 = A. P. | last11 = Meradji | first11 = M | last12 = Hoeijmakers | first12 = J. H. | title = Premature aging in mice deficient in DNA repair and transcription | url = | journal = Science | volume = 296 | issue = 5571| pages = 1276–9 | pmid = 11950998 | display-authors = 8 }}</ref> به هر حال، هر کمبود در بازسازی دی‌ان‌ای دقیقادقیقاً اثرات پیش بینی شده را ایجاد نمی‌کند، موش دارای نقص در مسیر NER طول عمر کوتاه تری را بدون انطباق با مقادیر بیشتر جهش نشان می‌دهد. اگر میزان دی‌ان‌ای آسیب دیده بیش از ظرفیت سلول برای بازسازی آن باشد در این صورت تجمع خطاها می‌تواند منجر به آپوپتیز یا سرطان شود. بیماری‌های وراثتی در ارتباط با عملکرد بازسازی دی‌ان‌ای آسیب دیده در پیش از سن بلوغ رخ می‌دهد و منجر به افزایش سرطان می‌شود (بخش زیر را ببینید). از سوی دیگر، ارگانیسم‌هایی با سیستم‌های بازسازی دی‌ان‌ای پیشرفته مانند Deinococcus radiodurans به مقدار بیشتری مقاوم به تشعشع هستند و مقاومت قابل توجهی نسبت به شکستگی رشته دوگانه تحت تاثیرتأثیر [[واپاشی هسته‌ای]] نشان می‌دهند که احتمالااحتمالاً ناشی از افزایش کارایی بازسازی دی‌ان‌ای به خصوص NHEJ است.<ref name="dolle">{{cite journal | last1 = Dolle | first1 = ME | last2 = Busuttil | first2 = RA | last3 = Garcia | first3 = AM | last4 = Wijnhoven | first4 = S | last5 = van Drunen | first5 = E | last6 = Niedernhofer | first6 = LJ | last7 = der Horst | first7 = G | last8 = Hoeijmakers | first8 = JH | last9 = van Steeg | first9 = H ''et al.'' | last10 = Vijg | first10 = Jan | year = 2006 | title = Increased genomic instability is not a prerequisite for shortened life span in DNA repair deficient mice | url = | journal = [[Mutation Research (journal)|Mutation Research]] | volume = 596 | issue = 1–2| pages = 22–35 | pmid = 16472827 | doi = 10.1016/j.mrfmmm.2005.11.008 | display-authors = 8 }}</ref>

[[پرونده: Dnadamage.png|بندانگشتی|بیشتر مدت زمان زندگی تحت تاثیرتأثیر ژن‌های مؤثر بر میزان آسیب دی‌ان‌ای است.]]

تعدادی از ژن‌های فردی به عنوان تغییر دهنده‌های مدت زمان زندگی در بین ارگانیسم‌ها شناخته شده‌اند. اثرات مربوط به این ژن‌ها به مقدار زیادی بستگی به محیط دارد و به صورت خاصی بستگی به رژیم غذایی ارگانیسم دارد. محدود کردن کالری منجر به افزایش طول عمر در انواع گوناگونی از ارگانیسم‌ها می‌شود که احتمالااحتمالاً از طریق تاثیرتأثیر مواد غذایی و کاهش میزان [[دگرگشت]] است. مکانیسم‌های مولکولی که محدود کننده هستند منجر به افزایش طول عمر می‌شوند که تاکنون مشخص نشده‌اند (منبع<ref name="spindler">{{cite journal | doi = 10.1016/j.mad.2005.03.016 | last1 = Spindler | first1 = SR. | year = 2005 | title = Rapid and reversible induction of the longevity, anticancer and genomic effects of caloric restriction | url = | journal = Mech Ageing Dev | volume = 126 | issue = 9| pages = 960–6 | pmid = 15927235 }}</ref> ۴۴را برای بحث بیشتر ببینید)، به هر حال رفتار بیشتر ژن‌ها شناخته شده است که در ارتباط با بازسازی دی‌ان‌ای و تغییر در شرایط محدود بودن کالری است.

به عنوان مثال افزایش در مقدار [[چندی ژن]] مربوط به ژن SIR-2 منجر به تنظیم بسته بندیبسته‌بندی دی‌ان‌ای در [[کرم‌های لوله‌ای]] Caenorhabditis elegans می‌شود که می‌تواند به طور معناداری طول عمر را افزایش دهد.<ref name="tissenbaum">{{cite journal | doi = 10.1038/35065638 | last1 = Tissenbaum | first1 = HA | last2 = Guarente | first2 = L. | year = 2001 | title = Increased dosage of a sir-2 gene extends life span in Caenorhabditis elegans | url = | journal = Nature | volume = 410 | issue = 6825| pages = 227–30 | pmid = 11242085 }}</ref> همولوگ SIR-2 به عنوان تلقیح کننده فاکتورهای بازسازی دی‌ان‌ای شناخته شده است که شامل NHEJ است، فعالیتی که منجر به ارتقای شرایط محدود ساختن کالری می‌شود.<ref name="cohen">{{cite journal | doi = 10.1126/science.1099196 | last1 = Cohen | first1 = HY | last2 = Miller | first2 = C | last3 = Bitterman | first3 = KJ | last4 = Wall | first4 = NR | last5 = Hekking | first5 = B | last6 = Kessler | first6 = B | last7 = Howitz | first7 = KT | last8 = Gorospe | first8 = M | last9 = de Cabo | first9 = R ''et al.'' | last10 = Sinclair | first10 = D. A. | year = 2004 | title = Calorie restriction promotes mammalian cell survival by inducing the SIRT1 deacetylase | url = | journal = Science | volume = 305 | issue = 5682| pages = 390–2 | pmid = 15205477 | display-authors = 8 }}</ref> محدود ساختن کالری به مقدار زیادی در ارتباط با مقدار بازسازی باز در دی‌ان‌ای هسته جوندگان است<ref name="cabelof">{{cite journal | doi = 10.1016/S1568-7864(02)00219-7 | last1 = Cabelof | first1 = DC | last2 = Yanamadala | first2 = S | last3 = Raffoul | first3 = JJ | last4 = Guo | first4 = Z | last5 = Soofi | first5 = A | last6 = Heydari | first6 = AR. | year = 2003 | title = Caloric restriction promotes genomic stability by induction of base excision repair and reversal of its age-related decline | url = | journal = DNA Repair (Amst.) | volume = 2 | issue = 3| pages = 295–307 | pmid=12547392}}</ref> اگر چه اثرات مشابه در دی‌ان‌ای میتوکندری مشاهده نشده است.<ref name="stuart">{{cite journal | last1 = Stuart | first1 = JA | last2 = Karahalil | first2 = B | last3 = Hogue | first3 = BA | last4 = Souza-Pinto | first4 = NC | last5 = Bohr | first5 = VA. | year = 2004 | title = Mitochondrial and nuclear DNA base excision repair are affected differently by caloric restriction | url = | journal = FASEB J | volume = 18 | issue = 3| pages = 595–7 | pmid = 14734635 | doi = 10.1096/fj.03-0890fje }}</ref>

این جالب توجه است که اشاره کنیم که ژن AGE1- در C. elegans به عنوان ایفاکتوری از مسیرهای بازسازی دی‌ان‌ای است که به مقدار زیادی بر روی افزایش طول عمر تحت شرایط تغذیه آزاد اثر دارد اما منجر به کاهش تکثیر تحت شرایط محدود شدن کالری می‌شود.<ref name="walker">{{cite journal | doi = 10.1038/35012693 | last1 = Walker | first1 = DW | last2 = McColl | first2 = G | last3 = Jenkins | first3 = NL | last4 = Harris | first4 = J | last5 = Lithgow | first5 = GJ. | year = 2000 | title = Evolution of lifespan in C. elegans | url = | journal = Nature | volume = 405 | issue = 6784| pages = 296–7 | pmid = 10830948 }}</ref> این مشاهده از تئوری [[پلیوتروپی]] در ارتباط با پیر شدن بیولوژیکی حمایت می‌کند که از این رو پیشنهاد می‌گردد که ژن‌های مؤثر در اوایل طول عمر می‌تواند در پایان عمر به صورت ناموثر عمل نمایند.

اختلالات ذهنی اغلب در ارتباط با دو بیماری اخیر است از این رو افزایش در آسیب پذیریآسیب‌پذیری سلول‌های عصبی پیشرفته پیشنهاد می‌گردد.

همه بیماری‌های بالا اغلب [[پیری زودرس]] سگمنتال (شتاب در بیماری پیری) نام دارد زیرا قربانی‌های این بیماری زود پیر می‌شوند و از بیمارهای مرتبط با پیری در سن جوانی به صورت غیر طبیعیغیرطبیعی رنج می‌برند در حالی که همه نشانه‌های پیری را ندارند.

فرایندهای درمان سرطان مانند [[شیمی‌درمانی]] و [[پرتودرمانی]] از تمام ظرفیت سلول برای بازسازی دی‌ان‌ای آسیب دیده که منجر به مرگ سلول می‌شود استفاده می‌کنند. سلول‌هایی که به سرعت تقسیم می‌گردند معمولامعمولاً ایجاد کننده سرطان هستند و به مقدار زیادی تحت تاثیرتأثیر قرار دارند. اثرات جانبی این است که دیگر سلول‌های غیر سرطانی نیز به سرعت تقسیم می‌گردند مانند سلول‌های مولد در روده، پوست و سیستم خون ساز تحت تاثیرتأثیر قرار می‌گیرند.

به صورت طبقه‌بندی شده سرطان به عنوان مجموعه‌ای از بیماری‌هایی شناخته شده است که حاصل پیشرفت ژنتیکی غیر طبیعیغیرطبیعی است که شامل جهش‌هایی در ژن‌های ایجاد کننده تومور و چیدمان‌های کوروموزومی است. به هر حال مشخص شده است که سرطان نیز از تغییرات [[وراژنتیک]] شکل می‌گیرد.<ref>{{cite journal |author=Baylin SB|author-separator=, |title=Epigenetic gene silencing in cancer - a mechanism for early oncogenic pathway addiction? |journal=Nat. Rev. Cancer |volume=6 |issue=2 |pages=107–16 |date=February 2006 |pmid=16491070 |doi=10.1038/nrc1799 |url=|last2=Ohm |first2=Joyce E. }}</ref>

تغییرات اپی ژنیک اشاره به تغییرات عملکردی آشکار در زنوم دارد که در ارتباط با تغییر توالی نوکلئوتیدی نیست. مثال‌های مربوط به چنین تغییرات شامل تغییرات در [[دی‌ان‌ای متیلاسیون]] و تغییر هیستون،<ref>{{cite journal |author=Kanwal R, Gupta S |title=Epigenetic modifications in cancer |journal=Clinical Genetics |volume=81 |issue=4 |pages=303–11 |year=2012 |month=April |pmid=22082348 |pmc=3590802 |doi=10.1111/j.1399-0004.2011.01809.x}}</ref> تغییرات در معماری کوروموزومی<ref>{{cite journal |author=Baldassarre G, Battista S, Belletti B, ''et al.'' |title=Negative regulation of BRCA1 gene expression by HMGA1 proteins accounts for the reduced BRCA1 protein levels in sporadic breast carcinoma |journal=Molecular and Cellular Biology |volume=23 |issue=7 |pages=2225–38 |year=2003 |month=April |pmid=12640109 |pmc=150734 |doi=10.1128/MCB.23.7.2225-2238.2003}}</ref> و تغییرات ایجاد شده توسط میکرو RNAها است. هر یک از این تغییرات اپی ژنیک برای تنظیم بیانَ دن ژن بدون تغییر توالی دی‌ان‌ای مورد استفاده قرار می‌گیرند. این تغییرات معمولامعمولاً از طریق تقسیم سلولی در چندین نسل سلولی باقی می‌مانند و می‌توان از آن به عنوان جهش‌های اپی (معادل با جهش) یاد کرد.

در حالی که تعداد زیادی از تغییرات اپی ژنیک در سرطان‌ها یافت شده است اما تغییرات اپی ژنیک در ژن‌های بازسازی دی‌ان‌ای منجر به کاهش بیان شدن در پروتئین‌های بازسازی دی‌ان‌ای می‌شود که دارای اهمیت زیادی است. چنین تغییراتی در اوایل پیشرفت سرطان رخ می‌دهد و به احتمال زیاد منجر به ایجاد مشخصات ناپایدار ژنتیکی می‌شود.<ref>{{cite journal |author=Jacinto FV, Esteller M |title=Mutator pathways unleashed by epigenetic silencing in human cancer |journal=Mutagenesis |volume=22 |issue=4 |pages=247–53 |date=July 2007 |pmid=17412712 |doi=10.1093/mutage/gem009 |url=|last2=Esteller |first2=M. }}</ref><ref>{{cite journal |author=Lahtz C|author-separator=,|title=Epigenetic changes of DNA repair genes in cancer |journal=J Mol Cell Biol |volume=3 |issue=1 |pages=51–8 |date=February 2011 |pmid=21278452 |pmc=3030973 |doi=10.1093/jmcb/mjq053 |url=|last2=Pfeifer |first2=G. P. }} http://jmcb.oxfordjournals.org/content/3/1/51.long</ref><ref>{{cite journal |author=Bernstein C, Nfonsam V, Prasad AR, Bernstein H |title=Epigenetic field defects in progression to cancer |journal=World J Gastrointest Oncol |volume=5 |issue=3 |pages=43–9 |date=March 2013 |pmid=23671730 |pmc=3648662 |doi=10.4251/wjgo.v5.i3.43}}</ref><ref name=Bernstein1>Bernstein C, Prasad AR, Nfonsam V, Bernstein H. (2013). DNA Damage, DNA Repair and Cancer, New Research Directions in DNA Repair, Prof. Clark Chen (Ed.), ISBN 978-953-51-1114-6, InTech, http://www.intechopen.com/books/new-research-directions-in-dna-repair/dna-damage-dna-repair-and-cancer{{pn|date=December 2014}}</ref>

کاهش در بیان شدن ژن‌های بازسازی دی‌ان‌ای منجر به کمبود و نقص در بازسازی دی‌ان‌ای می‌شود. زمانی که بازسازی دی‌ان‌ای با اشکال مواجه می‌گردد در این صورت دی‌ان‌ای آسیب دیده در سلول‌ها در بالاترین سطح ممکن باقی می‌ماند و این منجر به افزایش آسیب‌های حاصل از فراوانی جهش‌ها یا اپی جهش‌ها می‌شود. مقادیر جهش اساسااساساً منجر به افزایش سلول‌های دفاعی در بازسازی غیر انطباقی دی‌ان‌ای<ref>{{cite journal |author=Narayanan L, Fritzell JA, Baker SM, Liskay RM, Glazer PM |title=Elevated levels of mutation in multiple tissues of mice deficient in the DNA mismatch repair gene Pms2 |journal=Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America |volume=94 |issue=7 |pages=3122–7 |year=1997 |month=April |pmid=9096356 |pmc=20332 |doi=10.1073/pnas.94.7.3122}}</ref><ref>{{cite journal |author=Hegan DC, Narayanan L, Jirik FR, Edelmann W, Liskay RM, Glazer PM |title=Differing patterns of genetic instability in mice deficient in the mismatch repair genes Pms2, Mlh1, Msh2, Msh3 and Msh6 |journal=Carcinogenesis |volume=27 |issue=12 |pages=2402–8 |year=2006 |month=December |pmid=16728433 |pmc=2612936 |doi=10.1093/carcin/bgl079}}</ref> یا بازسازی ترکیب شدن مجدد همولوگ‌ها یا HRR می‌شود.<ref>{{cite journal |author=Tutt AN, van Oostrom CT, Ross GM, van Steeg H, Ashworth A |title=Disruption of Brca2 increases the spontaneous mutation rate in vivo: synergism with ionizing radiation |journal=EMBO Reports |volume=3 |issue=3 |pages=255–60 |year=2002 |month=March |pmid=11850397 |pmc=1084010 |doi=10.1093/embo-reports/kvf037}}</ref> چیدمان‌های مجدد کروموزومی نیز منجر به افزایش HRR سلول‌های دفاعی می‌شود.<ref>{{cite journal |author=German J |title=Bloom's syndrome. I. Genetical and clinical observations in the first twenty-seven patients |journal=American Journal of Human Genetics |volume=21 |issue=2 |pages=196–227 |year=1969 |month=March |pmid=5770175 |pmc=1706430}}</ref>

فرایندهای اصلی بازسازی دی‌ان‌ای به مقدار زیادی هم در [[پروکاریوت]]‌ها و هم در [[یوکاریوت]]‌ها و حتی در میان [[فاژ|فاژها]]ها حفاظت شده است (ویروس‌هایی که عفونت باکتریایی دارند) به هر حال بیشتر ارگانیسم‌های پیچیده با ژنوم‌های بسیار پیچیده منطبق با مکانیسم‌های بازسازی بسیار پیچیده هستند.<ref name="Cromie">{{cite journal | doi = 10.1016/S1097-2765(01)00419-1 | last1 = Cromie | first1 = GA | last2 = Connelly | first2 = JC | last3 = Leach | first3 = DR | year = 2001 | title = Recombination at double-strand breaks and DNA ends: conserved mechanisms from phage to humans | url = | journal = Mol Cell. | volume = 8 | issue = 6| pages = 1163–74 | pmid = 11779493 }}</ref> توانایی مربوط به تعداد زیادی از [[موتیف ساختاری|موتیف‌های ساختاری]] پروتئین برای کاتالیز واکنش‌های شیمیایی نقش معناداری را در ارتقا مکانیسم‌های بازسازی در طول سیر تکاملی ایفا می‌کند. برای بررسی فرضیه با جزئیات بیشتر در ارتباط با سیر تکاملی فرایند بازسازی دی‌ان‌ای منبع<ref name="obrien">{{cite journal | doi = 10.1021/cr040481v | last1 = O'Brien | first1 = PJ. | year = 2006 | title = Catalytic promiscuity and the divergent evolution of DNA repair enzymes | url = | journal = Chem Rev | volume = 106 | issue = 2| pages = 720–52 | pmid = 16464022 }}</ref> را ببینید.

[[سنگواره]]ها نشان می‌دهند که آغاز زندگی بر روی نقاط سیاره در برخی مکان‌ها در طول دوران [[پرکامبرین]] به صورت تک سلولی بوده است، اگر چه پیدایش اولیه حیات نیز اکنون دقیقادقیقاً مشخص نیست. [[اسید نوکلئیک]] کل اطلاعات ژنتیکی را در سرتاسر دنیا کدگذاری می‌کنند و مکانیسم‌های بازسازی دی‌ان‌ای مورد نیاز را تعیین می‌کنند که شکل اصلی آن‌ها توسط همه شکل‌های گسترش یافته زندگی از اجداد گذشته ما به ارث رسیده است. با افزایش یافتن میزان اکسیژن در اتمسفر به دلیل فوتوسنتز ارگانیسم‌ها، و به علاوه حضور [[رادیکال آزاد|رادیکال‌های آزاد]] آسیب رسان در سلول به دلیل فوسفوریلاسیون فعال، بررسی سیر تکاملی مکانیسم‌های بازسازی دی‌ان‌ای ضروری است که به صورت خاصی برای مقابله با استرس ناشی از اکسیداتیو ضروری است.

براساس برخی از رخدادها، دی‌ان‌ای آسیب دیده بازسازی نمی‌یابد با این که توسط مکانیسم خطایی بازسازی می‌یابد که منجر به ایجاد تغیر توالی‌های اصلی می‌شود. زمانی که این امر رخ می‌دهد، جهش‌ها ممکن است نسبت به ژنوم‌های سلول‌های فرزندی رخ دهد. باید چنین رخدادهایی در سلول در حالت تکثیر رخ دهد کا گاهی اوقات تولید گامت می‌کند، جهش دارای توان بالقوه برای انتقال قدرت باروری است. میزان [[فرگشت]] در یک گونه خاص (یا در یک ژن خاص) به صورت تابعی از میزان جهش است. در نتیجه، میزان و دقت مکانیسم‌های بازسازی دی‌ان‌ای بر روی فرایند سیر تکاملی تغییر تاثیرتأثیر دارد.<ref name="Maresca">{{cite journal | last1 = Maresca | first1 = B | last2 = Schwartz | first2 = JH | year = 2006 | title = Sudden origins: a general mechanism of evolution based on stress protein concentration and rapid environmental change | url = | journal = Anat Rec B New Anat. | volume = 289 | issue = 1| pages = 38–46 | pmid = 16437551 | doi = 10.1002/ar.b.20089 }}</ref>

* ترجمه از [//[:en.wikipedia.org/wiki/DNA_repair:DNA repair|ویکی‌پدیا انگلیسی]]