Основные ключевые события:

1. Удаления поврежденного основания (происходит ~ 20, 000 раз в день в каждой клетке человеческого тела) ДНК гликозилазими. У человека имеется по крайней мере 8 генов кодирующих различные ДНК гликозилазы, кадждые из которых распознают свой набор повреждений оснований.

2. Удаление дезоксирибофосфата приводит к образованию пустоты в ДНК.

3. Замена правильным нуклеотидом. Это функция у человека выполняется ДНК полимеразой бетта.

4. Лигирование разрыва цепи. Имеется два фермента, оба нуждаются в АТФ.

Эксцизионная репарация нуклеотидов (NER)

 

NER отличается от BER несколькими путями.

Использованием различных ферментных систем.

Даже если ошибка в одном нуклеотиде, удаляется сразу множество нуклеотидов в районе повреждения.

 

Основные ключевые события NER:

1.Повреждение распознается одним или несколькими факторами связывающимися с местом повреждения.

2. ДНК раскручивается в месте повреждения. В этом процессе участвуют

различные транскрипционные факторы IIH, TFIIH, (которые так же работают при нормальной транскрипции).

3. Разрез ДНК происходит с 3' и 5'-конца от повреждения, в результате чего удаляется фрагмент ДНК содержащий поврежденный нуклеотид.

4. Новая цепь ДНК достраивается по матрице неповрежденной цепи ДНК полимеразами дельта или эпсилон.

5. Лигазы сшивают вновь синтезированный конец цепи.

 

Пигментная ксеродерма (XP)

XP редкое наследственное заболевание человека проявляющееся в поражении кожи при облучении светом, что в конечном итоге приводит к развитию рака кожи и гибели больного.

Болезнь возникает из-за мутаций в генах участвующих в NER репарации. Например:

XPA кодирует белок связывающийся с местом повреждения и помогающий сборке репарирующего комплекса.

XPB и XPD, которыя являются частями транскрипционного фактора TFIIH. Некоторые мутации в XPB и XPD также могут являться причиной преждевременного старения.

XPF разрезает цепь ДНК с 5'-конца от повреждения.

 

XPG разрезает цепь с 3'-конца.

 

Мисмэтч репарация(MMR)

 

Мисмэтч репарация исправляет ошибочно встроенные неповрежденные основания которые не образуют нормальное Уотсон-Криковское спаривание (A•T, C•G). Такие ошибки происходят во время работы ДНК полимеразы при репликации.

В мисмэтч репарации участвуют ферменты вовлеченные как в BER, так и в NER репарацию, так и специализированные ферменты.

Синтез ДНК при мисмэтч репарации осуществляется ДНК полимеразами дельта или эпсилон.

Система мисмэтч репарации участвует в увеличении точности рекомбинации при мейозе.

 

Репарация разрывов ДНК

 

Ионизирующая радиация и некоторые химические вещества способны разорвать одну или две цепи ДНК.

Одноцепочечные разрывы (SSB)

Разрывы одной из цепей ДНК часто исправляются ферментами участвующими в BER репарации.

Двуцепочечные разрывы (DSB)

Имеется два механизма которые способны устранить двуцепочечных разрывов ДНК:

Прямое соединение сломаных концов. Этот процесс требует специальных

ферментов, которые узнают и связывают разорванные концы с последующим их сшиванием. Если разорванная ДНК имеет тупые концы и соединение двух фрагментов ДНК происходит случайно, то такая репарация называется NHEJ. Белок Ku необходимый для NHEJ. Ku - гетеродимерная субъединица, состоящая из двух белков Ku70 и Ku80.

Ошибки возникающие при прямом присоединении могут являться причиной транслокаций.

Полинуклеотидлигаза – восстановл. одноцеп. разрывы ДНК

 

Гомологичная рекомбинация

 

Гомологичная рекомбинация способна восстанавливать поломанные концы хромосом используя ДНК не поврежденной сестринской хроматиды доступной после удвоения хромосом.

Гены необходимые для гомологичной рекомбинации - BRCA-1 and BRCA-2.

 

Конверсия гена

Донором нового гена может быть:

гомологичная хромосома (во время мейоза)

систринская хроматида (так же во время мейоза)

дуплицированный ген той же хромосомы (во время митоза)

 

Исправление ошибок за счет 3’-5’ экзонуклеазной активности полимеразы при репликации (только у прокариот) (мутация E.coli mutD-мутатор-измен. -субъединицы ДНК-пол.III)

Тиминовые димеры, фермент фотолиаза ген-phr (у низших эукариот)

Удаление присоединенных алкильных и метильных групп - O-6-метилгуанинтрансфераза (ген ada)-удаляет О-6-метилгуанин

эксцизионная р. оснований [Е.coli ] [человек | узнавание поврежд. XPA-белком в ассоциации с RPA | привлекается ф-р транскр. TFIIH (P52, Р34, Р44, Р62, XPB-XPD-геликазн. акт-ть) | ERCC1-XPF, XPG – нуклеазы, надрезають ДНК по обе стороны от поврежд. | ДНК-полимераза- и вспомогат. белки RFC и PCNA застраивают брешь]

р. азотистых осн.-гликозилаза удаляет осн.

AP-сайт (апуриновый, апиримидиновый) | AP-эндонуклеаза опознает брешь, разрез. 5’-ДНК

пострепликативная р. (ПРР)

SOS-р. белки соед. с ДНК-полимеразой, доч. ДНК строится напротив поврежд. ДНК

Фотореактивация открыта в 1948 И. Ф. Ковалевым (СССР), А. Келнером и Р. Дульбекко (США) в опытах синфузориями, парамециями, коловратками, конидиями грибов, бактериями и бактериофагами. Было продемонстрировано повышение выживаемости облученных летальными дозами УФ-света организмов после воздействия видимым светом. Эффективность фотореактивации зависит от уровня рН, температуры и физиологического состояния клетки.     

 

 ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ БИОТЕХНОЛОГИЯ - научно-техническое направление, включающее применение биотехнологии для решения проблем окружающей среды (обработка сточных вод, переработка твердых отходов, борьба с загрязнениями окружающей среды и др.)                          

 

⇐ Предыдущая123456Следующая ⇒

Поделиться: