Kerusakan DNA akibat bahan kimia, fisik, dan lingkungan diklasifikasikan menjadi 4 tipe, antara lain:

I. Perubahan satu basaa. Depurinasib. Deaminasi sitosin menjadi urasilc. Deaminasi adenine menjadi hipoxantind. Alkilasi basae. Insersi atau delesi nukleotidaf. Penyertaan analog basa

II. Perubahan dua basaa. Dimmer antartimin (pirimidin) yang di induksi oleh sinar UVb. Ikatan silang agen pengalkil bifungsional

III. Pemutusan rantaia. Radiasi pengionb. Disintegrasi elemen rangka (tulang punggung) oleh radioaktivitasc. Pembentukan radikal bebas

IV. Ikatan silanga. Antara basa di untai yang sama atau berlawananb. Antara DNA dan molekul protein (Mis.Histon)

MEKANISME perbaikan DNARegion abnormal DNA, baik karena kesalahan penyalinan atau kerusakan DNA, diganti melalui

empat mekanisme, yaitu:1. Mismatch repair (perbaikan ketidakcocokan)2. Base excision repair (Perbaikan dengan memotong basa)3. Nucleotida excision repair (Perbaikan dengan mengeluarkan/memotong nukleotida)4. Double strand break repair (Perbaikan kerusakan untai ganda)

Tabel. Mekanisme Perbaikan DNA

Mekanisme Masalah SolusiMismatch repair (perbaikan ketidakcocokan)

Kesalahan penyalinan (lengkung tak berpasangan dengan dua sampai lima basa atau satu basa)

Base excision repair (Perbaikan dengan memotong basa)

Kerusakan satu basa yang timbul spontan akibat bahan kimia atau radiasi

Nucleotida excision repair (Perbaikan dengan mengeluarkan/memotong nukleotida)

Kerusakan suatu segmen DNA yang timbul spontan akibat bahan kimia atau radiasi

Double strand break repair (Perbaikan kerusakan untai ganda)

Radiasi pengionan,kemoterapi, Radikal bebas oksidatif

2. Base excision repair (perbaikan dengan memotong basa)

Depurinasi DNA, yang terjadi secara spontan karena labilitas termal ikatan N-glikosida purin,terjadi dengan kecepatan 5.000 – 10.000/sel/hari pada suhu 370C. Enzim – enzim spesifik mengenali bagian yang mengalami depurinasi dan menggantikannya dengan purin yang secara langsung, tanpa interupsi pada tulang punggung fosfodiester.

Basa sitosin, adenin, dan guanin di DNA secara spontan membentuk masing – masing urasil, hipoxantin, xantin. Karena tidak ada satupun dari ketiga basa tersebut yang terdapat di DNA pada keadaan normal, tidaklah mengherankan, jika N-glikosilase spesifik dapat mengenali basa – basa abnormalini yang mengeluarkan sendiri basa dari DNA. Pengeluaran ini menandai letak kecacatan dan memungkinkan

Endonuklase apurinik atau apirimidinik memotong gula tanpa basa. Basa yang sesuai, kemudian memotong gula tanpa basa ini. Basa yang sesuai, kemudian dipasang oleh DNA polymerase, dan ligase akan memperbalikkan DNA ke keadaannya semula. Rangkaian kejadian ini disebut base excision repair (perbaikan dengan memotong basa).Dengan rangkaian langka serupa yang mula – mula melibatkan defek, basa teralkilasi dan analog basa dapat dikeluarkan dari DNA, dan DNA dipulihkan ke bentuknya semula. Mekanisme ini cocok untuk menggantikan basa tunggal, tetapi tidak efektif untuk mengganti region DNA yang rusak.

Basa – basa DNA dapat dirusak melalui deamination atau alkylation. Tempat kerusakan basa tersebut disebut dengan “abasic site” atau “AP site”.Pada E.coli enzim DNA glycosylase dapat mengenalAP site dan membuang basanya.Kemudian AP endonuclease membuang AP site dan nukleotida sekitarnya. Kekosongan akan diisi dengan bantuan DNA polymerase I dan DNA ligase.

Gambar. Base Excision-repair DNA glikosilasil membuang urasil yang terbentuk dari deaminasi spontan di DNA. Suatu endonuklease memotong kerangka utama untai di dekat defek; lalu setelah endonuklease mengeluarkan beberapa basa, defek tersebut diisi melalui kerja polimerasi dan untai tersebut kembali dihubungkan oleh suatu ligase.

Gambar. Perbaikan- eksisi nukleotida (nukleotida excision repair). Mekanisme ini digunakan untuk memperbaiki defek besar DNA dan umumnya melibatkan lebih banyak protein disbanding mismatch repair atau perbaikan eksisi basa. Setelah kelainan dideteksi (ditandai oleh XXXX) dan DNA yang mengandung kelainan tersebut diuraikan / unwinding, suatu nuclease eksisi (eksinuklease) memotong DNA di sebelah hulu dan hilir dari bagian yang cacat. Celah ini kemudian diisi oleh polymerase dan disambung kembali.

Gambar. Perbaikan kerusakan untai ganda DNA. Protein Ku dan protein kinase dependen-DNA berikatan untuk mendekatkan kedua untai dan menguraikannya. Fragmen – fragmen yang telah berjajar membentuk pasangan basa; kelebihan ujung dikeluarkan, mungkin oleh endonuklease atau eksonuklease terkait DNA-PK, dan celah kemudian diisi;dan kontinuitas untai dipulihkan oleh ligase.