Читайте также:
|
|
Поврежденные участки ДНК могут быть подвергнуты репарации, замещены путем рекомбинации или остаться без изменений. В последнем случае возникают мутации.
Известно три типа или системы репарации. Первая система функционирует только при фотооблучении. Она специфична в отношении димеров пиримидиновых оснований, индуцируемых УФО. Вторая система репарации – вырезающая (эксцизионная). В процессе ее функционирования происходит вырезание измененных оснований. Образующиеся бреши заполняются комплементарными основаниями (внеплановый синтез ДНК). Третья система репарации – пострепликационная. Включается после репликации мутированной ДНК.
Репарация осуществляется по 4-м механизмам: 1) мисматч-репарация; 2) вырезание оснований; 3) вырезание нуклеотидов; 4) репарация поломки двойной спирали. Мисматч-репарация исправляет ошибки, возникающие при копировании ДНК. Например, цитозин может быть вставлен напротив аденина или ДНК-полимераза может соединять в синтезируемой цепи 2-5 непарных оснований. Этот механизм репарации происходит следующим образом: исходная (неповрежденная) цепь ДНК метилируется. Это позволяет репарирующим ферментам найти цепь, содержащую ошибки. При нахождении ошибки, эндонуклеаза вырезает участок на поврежденной цепи ДНК, а экзонуклеаза заканчивает переваривание поврежденного участка. Дефект заполняется ДНК-полимеразой и сшивается ДНК-лигазой. Нарушение этого механизма репарации приводит к развитию неполипозного рака толстого кишечника. Исследования показали, что этот вид рака связан со 2-ой хромосомой (ген – hMSH2). Мутации в этом гене лежат в основе 50-60% случаев этого рака.
Вырезание оснований: депурификация ДНК, которая происходит спонтанно вследствие термической лабильности N-гликозидной связи происходит с частотой 5000-10000 на клетку в день при +37С. Специфические ферменты узнают депуринизированные участки и замещают пурин без прерывания фосфодиэфирной связи. Цитозин, аденин, гуанин в ДНК могут спонтанно превращаться в урацил, гипоксантин или ксантин (соответственно), поэтому неудивительно, что с помощью N-гликозилаз такие основания, нехарактерные для ДНК узнаются и удаляются. Это удаление позволяет апуриновым или апиримидиновым эндонуклеазам вырезать оставшийся без основания сахар; ДНК-полимераза заполняет дефект; ДНК-лигаза сшивает.
Вырезание нуклеотида: этот механизм используется для замещения регионов поврежденной ДНК длиной до 30 нуклеотидов. Такие повреждения могут быть вследствие УФО, которое индуцирует образование циклобутановых пиримидин-пиримидиновых димеров, а также вследствие курения, которое вызывает образование бензопиррен-гуанина. Показано, что у больных пигментной ксеродермой нарушен процесс репарации по механизму вырезания нуклеотидов.
Репарация по механизму восстановления двойной спирали: этот механизм включается при повреждении ДНК вследствие ионизирующей радиации, воздействия АФК и некоторых лекарств. В процессе участвуют особый ДНК-связывающий белок и ДНК-протеинкиназа. В комплексе с поврежденной ДНК данный белок и фермент способствуют раскручиванию ДНК, поврежденные хвосты ДНК удаляются с помощью экзонуклеаз; пробелы заполняются с помощью ДНК-полимераз и сшиваются с помощью ДНК-лигаз.
Ферменты репарации могут служить и в других целях. Например, некоторые ферменты репарации найдены в составе транскрипционного комплекса.
Дата добавления: 2015-04-11; просмотров: 22 | Поможем написать вашу работу | Нарушение авторских прав |