התפיסה המקובלת לגבי מוטציות, שהן שגיאות גנטיות בחומר התורשתי, הדי-אן-אי, היא שככל שמתרבות המוטציות, עולה הסיכון להתפתחות סרטן. אבל, בשנים האחרונות התברר שתהליכים מחוללי מוטציות, המתקיימים במינון נמוך, דווקא מגוננים עלינו מהתפתחות סרטן.
איך הגוף יודע להבטיח שהתהליכים מחוללי המוטציות יתקיימו במידה הנכונה, ושהם לא יצאו מכלל שליטה, ולא יגרמו לעלייה חדה בסיכון לסרטן? תשובה ראשונית לשאלה הזאת עולה ממחקר שביצעו באחרונה פרופ' צבי ליבנה, תלמידי המחקר שרון אבקין וליאן טאוב, וד"ר זיו סביליה מהמחלקה לכימיה ביולוגית, פרופ' משה אורן מהמחלקה לביולוגיה מולקולרית של התא, ושני חוקרים מארה"ב. מחקר זה התפרסם היום (4 במאי 2006) בכתב-העת המדעי Molecular Cell .
תהליך השיכפול של החומר הגנטי, בתהליך ההתחלקות של תאים חיים, מבוסס על משפחה של אנזימים מסוג די-אן-אי פולימרז. האנזים הזה "נוסע" על אחד מגדילי החומר הגנטי, "קורא" אותו ומייצר על-פיו העתק שעובר אל התא החדש המתפתח מהתא המקורי.
כאשר על גדיל הדי-אן-אי קיים נזק כימי (כתוצאה מקרינה או מחשיפה לחומרים מזיקים שונים), אנזים בעל רמת דייקנות טובה עוצר ואינו יכול להמשיך בדרכו. עצירה כזאת גורמת למות התא. מכיוון שברור שלא כל נזק לדי-אן-אי מצדיק צעד כל כך קיצוני, התפתחו בגוף גם אנזימים "רשלניים" יחסית, המסוגלים "לאלתר" ולהמשיך בתהליך גם כשהם נתקלים בנזקים.
תהליך זה, המכונה "תיקון די-אן-אי מועד לטעות", הוא תהליך של פשרה: הוא מאפשר לתא לחיות, אבל במחיר של יצירה מסוימת של מוטציות שנוצרות בהכרח כתוצאה מהצורך לשכפל את מקטע הדי-אן-אי, שבו הנזק שיבש את המידע הגנטי.
כדי למזער את מספר המוטציות התפתחו בגוף לא פחות מעשרה אנזימים "רשלניים" משכפלי די-אן-אי. במבט ראשון זה נראה פרדוקסלי, שכן ריבוי אנזימים כאלה עלול להוביל לתוצאה לא רצויה של גידול בשיעור המוטציות. אלא שלמעשה, לכל אנזים רשלן יש מומחיות להתגבר באופן מדויק יחסית על סוגים מסוימים של נזקי די-אן-אי. כאשר כל אנזים מטפל רק בנזקים להם נועד, התוצאה היא רמה נמוכה יחסית של מוטציות, ולכן קיים סיכון נמוך להתפתחות סרטן. ברור כי מנגנון כזה מחייב מערכת בקרה קפדנית שתמנע פעילות בלתי מרוסנת של האנזימים המשכפלים "הרשלניים", שעלולה לגרום לריבוי לא רצוי של מוטציות.
איך הגוף יודע להבטיח שהתהליכים מחוללי המוטציות יתקיימו במידה הנכונה, ושהם לא יצאו מכלל שליטה, ולא יגרמו לעלייה חדה בסיכון לסרטן? תשובה ראשונית לשאלה הזאת עולה ממחקר שביצעו באחרונה פרופ' צבי ליבנה, תלמידי המחקר שרון אבקין וליאן טאוב, וד"ר זיו סביליה מהמחלקה לכימיה ביולוגית, פרופ' משה אורן מהמחלקה לביולוגיה מולקולרית של התא, ושני חוקרים מארה"ב. מחקר זה התפרסם היום (4 במאי 2006) בכתב-העת המדעי Molecular Cell .
תהליך השיכפול של החומר הגנטי, בתהליך ההתחלקות של תאים חיים, מבוסס על משפחה של אנזימים מסוג די-אן-אי פולימרז. האנזים הזה "נוסע" על אחד מגדילי החומר הגנטי, "קורא" אותו ומייצר על-פיו העתק שעובר אל התא החדש המתפתח מהתא המקורי.
כאשר על גדיל הדי-אן-אי קיים נזק כימי (כתוצאה מקרינה או מחשיפה לחומרים מזיקים שונים), אנזים בעל רמת דייקנות טובה עוצר ואינו יכול להמשיך בדרכו. עצירה כזאת גורמת למות התא. מכיוון שברור שלא כל נזק לדי-אן-אי מצדיק צעד כל כך קיצוני, התפתחו בגוף גם אנזימים "רשלניים" יחסית, המסוגלים "לאלתר" ולהמשיך בתהליך גם כשהם נתקלים בנזקים.
תהליך זה, המכונה "תיקון די-אן-אי מועד לטעות", הוא תהליך של פשרה: הוא מאפשר לתא לחיות, אבל במחיר של יצירה מסוימת של מוטציות שנוצרות בהכרח כתוצאה מהצורך לשכפל את מקטע הדי-אן-אי, שבו הנזק שיבש את המידע הגנטי.
כדי למזער את מספר המוטציות התפתחו בגוף לא פחות מעשרה אנזימים "רשלניים" משכפלי די-אן-אי. במבט ראשון זה נראה פרדוקסלי, שכן ריבוי אנזימים כאלה עלול להוביל לתוצאה לא רצויה של גידול בשיעור המוטציות. אלא שלמעשה, לכל אנזים רשלן יש מומחיות להתגבר באופן מדויק יחסית על סוגים מסוימים של נזקי די-אן-אי. כאשר כל אנזים מטפל רק בנזקים להם נועד, התוצאה היא רמה נמוכה יחסית של מוטציות, ולכן קיים סיכון נמוך להתפתחות סרטן. ברור כי מנגנון כזה מחייב מערכת בקרה קפדנית שתמנע פעילות בלתי מרוסנת של האנזימים המשכפלים "הרשלניים", שעלולה לגרום לריבוי לא רצוי של מוטציות.