DNA विक्षतियाँ কী?

उदाहरण 3.3 (विक्षतियाँ बनाम उत्परिवर्तन)

$6.4\times 10^{9}$ क्षार युग्मों वाली कोई मानव कोशिका जो दिन में एक बार विभाजित होती है, प्रति दिन $10^{4}$–$10^{5}$ की कोटि की विक्षतियाँ और प्रति विभाजन लगभग $6.4\times 10^{9}\times 10^{-10} \approx 0.6$ नए उत्परिवर्तन जमा करती है: दस हज़ार विक्षतियों में से एक से भी कम स्थायी बदलाव बनने तक बचती है। शेष की मरम्मत प्रतिकृति के उन्हें पढ़ने से पहले हो जाती है, और चयन ने क्षति की दर नहीं, उत्परिवर्तन तक बच निकलने की दर न्यूनतम की है। यही अंकगणित दिखाता है कि किसी अर्बुद में या किसी बड़ी उम्र के पिता के शुक्राणु में उत्परिवर्तनों की संख्या विभाजन क्यों गिनती है: कोई कोशिका जितने उत्परिवर्तन ढोती है वे, पहली कोटि में, उसके विभाजनों की संख्या गुणा प्रति विभाजन त्रुटि हैं।

उदाहरण 3.9 (ज़ीरोडर्मा द्विशाख का रोग क्यों है)

धूप की एक मात्रा किसी शल्कीकोशिका में $N = 10^{5}$ पिरिमिडीन द्विलक छोड़ जाती है। $2\,\mathrm{h}$ के न्यूक्लियोटाइड-उच्छेदन अर्ध-आयु ($k = 0.35\,\mathrm{h}^{-1}$) और $8\,\mathrm{h}$ बाद पहुँचते द्विशाख पर, $N e^{-kT} = 10^{5}\times e^{-2.8} \approx 6000$ द्विलक अब भी नकल होने को वहीं हैं; किसी XP कोशिका की लगभग अनुपस्थित मरम्मत ($k \approx 0.01\,\mathrm{h}^{-1}$) पर $92\,000$ हैं। द्विशाख से मिलता हर द्विलक विक्षति-पार संश्लेषण (नीचे) से लाँघा जाता है, जो त्रुटि-प्रवण है: रोगी का प्रति विभाजन उत्परिवर्तन-भार सामान्य से पंद्रह गुना है, और त्वचा-कर्कट बचपन में ही आ जाते हैं। जो उपचार काम करता है वह $N$ को छोटा रखना है — पराबैंगनी प्रकाश से पूर्ण परिहार।

उदाहरण 3.13 (संश्लेषी घातकता: BRCA और PARP)

जिन स्त्रियों को BRCA1 या BRCA2 की एक दोषपूर्ण प्रति वंशागत मिलती है उनमें स्तन-कर्कट का जीवन-काल जोखिम $50\text{ से }80\,\%$ होता है; अर्बुद उन्हीं कोशिकाओं में उठते हैं जिन्होंने दूसरी प्रति भी खो दी है और जो अब समजात पुनर्संयोजन नहीं कर सकतीं। ऐसी कोशिकाएँ अपने द्विलड़ी विखंडनों की मरम्मत केवल सिरा-संयोजन से करती हैं और पुनर्विन्यास जमा करती हैं। वे एक विशिष्ट दुर्बलता भी पा लेती हैं। एकलड़ी विखंडनों की, जो प्रति दिन कोई $10\,000$ होते हैं, मरम्मत ऐसे मार्ग से होती है जिसे एंज़ाइम PARP चाहिए; जब किसी औषध से PARP निरुद्ध हो, तो एकलड़ी विखंडन S प्रावस्था तक बने रहते हैं, जहाँ कोई द्विशाख हर एक को केवल एक सिरे वाले द्विलड़ी विखंडन में बदल देता है — जिसकी मरम्मत केवल पुनर्संयोजन से हो सकती है। किसी सामान्य कोशिका के पास, जिसमें एक अच्छा BRCA युग्मविकल्पी है, उपाय है; अर्बुद कोशिका मर जाती है। दो दोष, जिनमें से हर एक अकेला हानिरहित है, साथ मिलकर घातक हैं: औषध संश्लेषी घातकता से मारती है और रोगी की दूसरी कोशिकाओं को छोड़ देती है।