Репарация днк. Ее молек механ и значение.

Репарация – это процесс устранений повреждений в стр-ре ДНК, при действии различ внеш и внутр факторов.

Факторы выз-е поврежд в стр-ре ДНК:

1. Внутренние: а)ошибки в ходе молекул-био-х процессов (репликация, рекомбинация) – наруш структуры днк; б)генетические факторы (работа генов, хромосомная перестройка).

2. Внешние: а) физические (высок темп, радиация, УФ излуч); б) химические (азотистая к-та и ее соли нитриты; в-ва интерколяторы; алкилирующие соедения); в) биологические (вирусы, чужеродные днк, содерж в ГМО).

Одним из более распрост наруш в стр-ре ДНК явл образов димеров тимина при действии УФ излучении. УФ излуч вызыв образов хим-х сшивок между рядом стоящими нуклеотидами тимина, в рез-те чего эту нукл перест подчин принципу комплиментарности, что прив к появ мутации.

УФ

ДНК – ТТ – ТТ – ТТ ––> ТТ – ТТ – ТТ - ДИМЕРЫ ТИМИНА

Знач репар обусл тем, что мол-лы ДНК черезвыч чувств к различ внеш возд, что прив к наруш ее стр-ры внутр. В то же вр такие наруш недопустимы, т.к. они изм генетич инф и вызыв сбои в работе кл и организма в целом.

В связи с этим в кл сущ-т неск дублир-х др. др мех-мов репарации - 4 разл-х мез-мов репарж. Благод дубл-ю др. др. в репар больш-во наруш-й ДНК – устроняются.

Молек-ные мех-мы репарации (на примере устранения димеров тимимна)

1. Фотореактивация

2. Эксцизионная репарация

3. Пострепликативная (рекомбинационная) репарация

4. SOS – репарация

1. Фотореактивация – откр нем уч Рупертом в 1962г., протек при участии особых фер-в фотолиаз; дезоксирибопиримедининфотолиаза (ДРФ).

Особенности данного типа репар: для работы треб-ся Е видимого света в диапозоне длины волны ƛ = 300 – 600 нм.

Схема фотореактивации

1. узнование фер-том димера тимина

2. Расшивание димеров тимина, освобожд фер-тов.

У бактерий, животных, человека.

 

2. Эксцизионная репар. Происх от лат excision - резать, вырезать – протек по механ «режь и латай». Для данного типа репар треб работа множест-х фер-тов.

Основные этапы:

 

 

1. Надрезание одной из нитей ДНК в обл –ти расп димеров тимина, со стороны 5’ конца. Образование однонитиевого разрыва в ДНК. Ф-т эндонуклеаза.

2. Вырезание однонитевого фрагмента ДНК содерж димер тимина в напр 5’ – 3’ – обр-е бреши.

3. Застраив бреши в ДНК по принципу комплиментарности на осн нити бреши до 15 тыс нуклеотидов. Экзонуклеаза ферм.

- ДНК полимераза 1 (застр бреши до 30 нукл)

- ДНК полимераза 2 (от 30 до 15 тыс нукл)

4. Соедин свободных концов ДНК обр-щихся при застр-и бреши. Ф-т Лигаза

Скорость эксцизионной репар в кл 40 тыс дим в час.

3.Пострепликативная (комбинационная) репар. В ее осущ уч мех-змы реплик и рекомб ДНК.

Рекомбинация – процесс обмена уч-ми между мол-ми ДНК.

Таким обр при данном типе репар-ии часть мо-л ДНК остается поврежденными, поэтому репарацию называют «Репарация, склонная к ошибкам».

SOS – репарация. Откр Радмоном в 1974г., ее проводит сист фер-тов, кот нет в обыч кл и формир кот редуцир внеш возд (высок темп, УФ-излуч). Такие белки фер-ты наз. «шоковые белки». Система сос репар вкл тогда, когда поврежд ДНК стан настолько много, что они угрожают жизни кл. В сист сос репар играет 2 белка: - Rec A белок, Lex A белок.

Схема вкл сос-репар: повреждающее возд (выс темп) -> активация действия Rec A -> расщепление белка репроссора Lex A -> индукция под действием Lex A работы различ фер-в.

СОС-репар осущ путем ув интенсивности экстезионной и рекомб репар.

Наруш репар могут прив к наследств заболев: пигментная ксеродерма (XP не может находится на свету). 3 осн формы:

XP I – наруш активн у УФ излуч

XP II – наруш ДНК полимеразы

XP rar – наруш пострепликативной репар.