Мейоз
Рекомбинация генетического материала
Репарация, типы репарации
План лекции
Формирование новых знаний. Лекционный блок
1.Репарация, типы репарации:
Репарация — особая функция клеток, заключающаяся в способности исправлять химические повреждения и разрывы в молекулах ДНК, повреждённой при нормальном биосинтезе ДНК в клетке или в результате воздействия физическими или химическими агентами. Осуществляется специальными ферментными системами клетки. Ряд наследственных болезней (напр., пигментная ксеродерма) связан с нарушениями систем репарации.
Источники повреждения ДНК
УФ излучение
Радиация
Химические вещества
Ошибки репликации ДНК
Апуринизация — отщепление азотистых оснований от сахарофосфатного остова
Дезаминирование — отщепление аминогруппы от азотистого основания
Основные типы повреждения ДНК
Повреждение одиночных нуклеотидов
Повреждение пары нуклеотидов
|
|
Разрыв цепи ДНК
Образование поперечных сшивок между основаниями одной цепи или разных цепей ДНК
Устройство системы репарации
Каждая из систем репарации включает следующие компоненты:
фермент, "узнающий" химически изменённые участки в цепи ДНК и осуществляющий разрыв цепи вблизи от повреждения
фермент, удаляющий повреждённый участок
фермент (ДНК-полимераза), синтезирующий соответствующий участок цепи ДНК взамен удалённого
фермент (ДНК-лигаза), замыкающий последнюю связь в полимерной цепи и тем самым восстанавливающий её непрерывность
У бактерий имеются по крайней мере 2 ферментные системы, ведущие репарацию — прямая и эксцизионная.
Прямая репарация
Прямая репарация наиболее простой путь устранения повреждений в ДНК, в котором обычно задействованы специфические ферменты, способные быстро (как правило, в одну стадию) устранять соответствующее повреждение, восстанавливая исходную структуру нуклеотидов. Так действует, например, O6-метилгуанин-ДНК-метилтрансфераза, которая снимает метильную группу с азотистого основания на один из собственных остатков цистеина.
Эксцизионная репарация
Эксцизионная репарация (англ. excision — вырезание) включает удаление повреждённых азотистых оснований из ДНК и последующее восстановление нормальной структуры молекулы.Полагают, что от 80% до 90% всех раковых заболеваний связаны с отсутствием репарации ДНК.
Повреждение ДНК, под воздействием факторов окружающей среды, а так же нормальных метаболических процессов, происходящих в клетке происходит с частотой от 1000 до 1000000 случаев в каждой клетке, каждый день.
Благодаря системе репарации из 1000 повреждений ДНК лишь 1 приводит к мутации.