reparãcija (lot. reparatio – atkūrimas, atitaisymas), cheminės reakcijos, per kurias atsistato pažeista deoksiribonukleorūgšties (DNR) molekulių struktūra, pašalinamos DNR pažaidos, klaidos. Būdinga visiems organizmams. DNR pažaidas sukelia įvairūs fiziniai ir cheminiai veiksniai. Neištaisytos DNR pažaidos sutrikdo DNR sintezę ir sukelia ląstelės žūtį arba virsta mutacijomis. Ląstelėje yra veiksnių (pvz., baltymas p53), kurie tol neleidžia ląstelei dalytis, kol neištaisomos DNR pažaidos, o jeigu tai nepavyksta, skatina tokių ląstelių žūtį – apoptozę. Pirmiausia ištaisomos pažaidos aktyviuose transkribuojamuose genuose. Tai reguliuoja specialūs genai, dėl kurių mutacijų pasireiškia Cockayne’o sindromas, mažas ūgis, sutrikusi raida. Dažniausiai DNR klaidos ir pažaidos ištaisomos tiksliai, tačiau kai organizmui gresia žūtis arba kai atsiranda poreikis mutacijoms, kad padidėtų galimybės atrankai prisitaikant prie nepalankių sąlygų, vyksta klaidinga reparacija. DNR sintetinama per DNR pažaidas. Tai atlieka specialios menko tikslumo reparacijos DNR polimerazės. Žinduolių jos yra dvi: ς (zeta) ir η (eta) DNR polimerazės. Klaidinga reparacija vyksta, kai pažaidų (DNR plyšių) yra daug ir svarbu greitai, nors ir netiksliai užtaisyti susidariusius plyšius. Tiksli reparacija priklauso nuo DNR pažaidos pobūdžio. Paprasčiausia yra tiesioginė reparacija. Tiesiogiai ištaisomos ultravioletinių spindulių sukeliamos DNR pažaidos – įvairių tipų pirimidinų dimerai. Šis reparacijos tipas vadinamas fotoreaktyvacija, nes ją vykdančių fermentų fotoliazių sužadinimui būtina šviesa. Fotoliazės dimerus paverčia monomerais. Tiesiogiai nuo DNR yra pašalinamos aberantinės alkilo (dažniausiai metilo) grupės, kurios prisijungia nuo pačių stipriausių cheminių mutagenų – alkilinančiųjų medžiagų. DNR metilinimas yra įprastas reiškinys. Aberantinį metilinimą atpažįsta Ada‑metiltransferazė pagal alkilintas fosfato grupes. O6‑metilguanino DNR metiltransferazė pašalina metilo grupę nuo itin pavojingos (mutageniškos ir kancerogeniškos) DNR pažaidos O6‑metilguanino. Purino ir pirimidino laisvuosius radikalus, kuriuos sukelia jonizuojantieji spinduliai, tiesiogiai pašalina antioksidantai. Ekscizinės reparacijos atveju išpjaunamos pažeistos purino arba pirimidino bazės (vadinamoji BER reparacija), arba pažeisti nukleotidai (vadinamoji NER reparacija). BER atlieka DNR pažaidai labai specifiniai fermentai DNR N‑glikozilazės, pvz., uracilo DNR N‑glikozilazė pašalina uracilą, kuris atsiranda įvairiais būdais, vienas jų – deamininant citoziną (C). Ypač svarbi 8‑oksoguanino DNR N‑glikozilazė, kuri pašalina vieną iš potencialių mutageniškų pažaidų, sukeliamų oksidacinio streso (visų stresų palydovo). Pašalinus bazę lieka atvira vieta be bazės, vadinamasis AP‑saitas. Jį užpildo insertazės arba specifinės endonukleazės N‑glikozilazės. NER dažniausiai atlieka didelis baltymų kompleksas reparosoma. Šį kompleksą koduojančių kai kurių genų mutacijos sukelia pigmentinę kserodermą (ligoniai yra itin jautrūs saulės šviesai, kuri sukelia žaizdas, aklumą, vėžį). NER pašalina ne tik pažeistą nukleotidą, bet ir keletą prieš ir po pažaidos esančių nukleotidų. Susidaręs plyšys užtaisomas specifinės DNR polimerazės. Baltymų kompleksas dalyvauja ir kai vyksta neteisingai suporuotų nukleotidų reparacija. DNR molekulėje nukleotidai jungiasi griežta tvarka. Guaninas (G) jungiasi su C, adeninas (A) su timinu (T), bet gali atsirasti neteisingos poros, kai vienoje DNR grandinėje, pvz., yra A, o kitoje – G. Tokių neteisingų porų DNR atsiranda dėl keleto priežasčių. Pirmiausia, dėl pačios DNR polimerazės padaromų klaidų sintetinant DNR, nors DNR polimerazės pasižymi korekcine funkcija (pačios šalina padarytas klaidas), bet vis tiek klaidų lieka. Šiuo atveju pirmiausia atpažįstama klaida ir senoji (teisinga) DNR grandinė, po to savita DNR nukleazė iškerpa naujoje DNR grandinėje netinkamai suporuotą nukleotidą. Klaidingai suporuoti nukleotidai DNR gali atsirasti dėl to, kad sintetinant DNR mutageno pažeistas nukleotidas neteisingai jungiasi su kitu nukleotidu. Rekombinacijos metu DNR grandinė nuo vienos DNR molekulės pernešama ant kitos, susidaro vadinamasis heterodupleksas. Gali atsirasti neteisingos nukleotidų poros, kurios irgi šalinamos. Beveik trečdalis visų žmogaus genų mutacijų atsiranda todėl, kad pašalinus nuo metilinto citozino (metC) amino grupę, susidaro timinas (T). Vietoj poros C–G atsiranda neteisinga pora T–G. Rekombinacinė reparacija ištaiso vienagrandžius (VT) arba dvigrandžius (DT) DNR trūkius. Baltymai, kurie atlieka šio tipo reparaciją, dalyvauja ir rekombinacijos procesuose, skirtumas tik tas, kokiu būdu atsiranda vienagrandžiai arba dvigrandžiai DNR trūkiai. Rekombinacija vyksta dėl specialiai natūraliu būdu padaromų DNR trūkių, o reparacija vyksta užtaisant trūkius, kurie atsiranda dėl mutagenų (pvz., jonizuojančiosios spinduliuotės) poveikio. Priklausomai nuo trūkio, rekombinacinę reparaciją gali atlikti skirtingi baltymų kompleksai. Viengrandžius DNR trūkius dažniausiai užtaiso baltymai, kurie vykdo homologinę rekombinaciją, o pagrindinis būdas ištaisyti dvigrandžius DNR trūkius yra NHEJ (anglų kalba non‑homologous end joining) rekombinacijos tipas. Jį atlieka baltymų (KU70, KU80, LIG4 ir kitų) kompleksas, kuris svarbus ir imunoglobulinų genų konstravimui, todėl NHEJ baltymus koduojančių genų mutacijos labai silpnina žmogaus imunitetą. Visi reparacijos tipai didina organizmų atsparumą aplinkos veiksniams, lemia genetinės medžiagos DNR, tuo pačiu ir paveldimų požymių, stabilumą. Reparacijos genų mutacijos, atvirkščiai, yra genetinio nestabilumo, mutacijų atsiradimo priežastis, sukelia įvairias žmogaus ligas, tarp jų vėžį.
3163