Знаймо

Додати знання

приховати рекламу

Цей текст може містити помилки.

Репарація ДНК



План:


Введення

Пошкоджені хромосоми

Репарація - особлива функція клітин, що полягає в здатності виправляти хімічні пошкодження і розриви в молекулах ДНК, пошкодженої при нормальному біосинтезі ДНК у клітині або в результаті впливу фізичними або хімічними агентами. Здійснюється спеціальними ферментними системами клітини. Ряд спадкових хвороб (напр., пігментна ксеродерма) пов'язаний з порушеннями систем репарації.


1. Історія відкриття

Однонітевиє і двунітевой пошкодження ДНК

Початок вивченню репарації було покладено роботами А. Келнера ( США), який в 1948 виявив явище фотореактивації (ФР) - зменшення ушкодження біологічних об'єктів, що викликається ультрафіолетовими (УФ) променями, при подальшому впливі яскравим видимим світлом (світлова репарація).

Р. Сетлоу, К. Руперт ( США) і ін незабаром встановили, що фотореактивації - фотохімічний процес, що протікає за участю спеціального ферменту і призводить до розщеплення димерів тиміну, що утворилися в ДНК при поглинанні УФ-кванта.

Пізніше при вивченні генетичного контролю чутливості бактерій до УФ-світла та іонізуючим випромінюванням була виявлена ​​темновая репарація - властивість клітин ліквідувати пошкодження в ДНК без участі видимого світла. Механізм темнової репарації опромінених УФ-світлом бактеріальних клітин був передбачений А. П. Говард-Фландерс та експериментально підтверджено в 1964 Ф. Ханавальтом і Д. Петіджоном ( США). Було показано, що у бактерій після опромінення відбувається вирізування ушкоджених ділянок ДНК із зміненими нуклеотидами і ресинтез ДНК в утворилися прогалини.

Системи репарації існують не тільки у мікроорганізмів, але також у клітинах тварин і людини, у яких вони вивчаються на культурах тканин. Відомий спадковий недуг людини - пігментна ксеродерма, при якому порушена репарація.


2. Джерела пошкодження ДНК

  • УФ випромінювання
  • Радіація
  • Хімічні речовини
  • Помилки реплікації ДНК
  • Апурінізація - відщеплення азотистих основ від сахарофосфатним остова
  • Дезамінування - відщеплення аміногрупи від азотистого підстави

3. Основні типи пошкодження ДНК

  • Пошкодження одиночних нуклеотидів
  • Пошкодження пари нуклеотидів
  • Розрив ланцюга ДНК
  • Освіта поперечних зшивок між основами одного ланцюга або різних ланцюгів ДНК
ДНК-лігаза, що здійснює репарацію ДНК

4. Пристрій системи репарації

Кожна з систем репарації включає наступні компоненти:

  • фермент, "дізналися" хімічно змінені ділянки в ланцюзі ДНК і здійснює розрив ланцюга поблизу від пошкодження;
  • фермент, що видаляє пошкоджену ділянку;
  • фермент ( ДНК-полімераза), що синтезує відповідну ділянку ланцюга ДНК замість вилученого;
  • фермент ( ДНК-лігаза), замикає останню зв'язок в полімерного ланцюга і тим самим відновлює її безперервність.

5. Типи репарації

У бактерій є по крайней мере 3 ферментні системи, що ведуть репарацію - пряма, Ексцизійна і постреплікатівная.

5.1. Пряма репарація

Пряма репарація найбільш простий шлях усунення пошкоджень у ДНК, в якому зазвичай задіяні специфічні ферменти, здатні швидко (як правило, в одну стадію) усувати відповідне пошкодження, відновлюючи вихідну структуру нуклеотидів. Так діє, наприклад, O6-метілгуанін- ДНК-метилтрансфераза, яка знімає метильную групу з азотистої основи на один з власних залишків цистеїну.


5.2. Ексцизійна репарація

Ексцизійна репарація ( англ. excision - Вирізання) включає видалення пошкоджених азотистих основ з ДНК і подальше відновлення нормальної структури молекули.

5.3. Постреплікатівная репарація

Tип репарації, що має місце в тих випадках, коли процес ексцизійної репарації недостатній для повного виправлення пошкодження: після реплікації з утворенням ДНК, яка містить пошкоджені ділянки, утворюються одноланцюжкові проломи, що заповнюються в процесі гомологічною рекомбінації за допомогою білка RecA. [1]

Постреплікатівная репарація була відкрита в клітинах E.Coli, не здатних вищепляются тимінових димери. Це єдиний тип репарації, що не має етапу впізнавання ушкодження.


6. Цікаві факти

  • Вважають, що від 80% до 90% всіх ракових захворювань пов'язані з відсутністю репарації ДНК [2].
  • Пошкодження ДНК під впливом чинників навколишнього середовища, а також нормальних метаболічних процесів, що відбуваються в клітині, відбувається з частотою від декількох сотень до 1000 випадків у кожній клітині, щогодини [3].

Примітки

  1. С.Г. Інге-Вечтомов. Генетика з основами селекції. - Москва: Вища школа, 1989
  2. А.С.Конічев, Г.А.Севастьянова Молекулярна біологія. - Москва: Академія, 2003. - ISBN 5-7695-0783-7.
  3. Michael M. Vilenchik and Alfred G. Knudson, Jr. (2000). Inverse radiation dose-rate effects on somatic and germ-line mutations and DNA damage rates. PNAS May 9, 2000 vol. 97 no. 10 5381-5386



Цей текст може містити помилки.

Схожі роботи | скачати

Схожі роботи:
Гаплогруппа R1 (Y-ДНК)
ДНК-полімераза
Гаплогруппа CT (Y-ДНК)
Мітохондріальна ДНК
Гібридизація ДНК
Метилювання ДНК
Гаплогруппа R (Y-ДНК)
ДНК-дактилоскопія
Реплікація ДНК
© Усі права захищені
написати до нас