Репарация как механизм поддержания генетического гомеостаза. Виды репарации.

Сохранение нуклеотидной последовательности ДНК достигается за счет репараций. 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 физических или химических агентов. Осуществляется специальными ферментными системами клетки.

 

Репарация или исправление поврежденных участков одной из цепей ДНК рассматривается как ограниченная репликация. Наиболее изучен процесс репарации при повреждении цепи ДНК УФ излучением. В клетках существуют несколько ферментных систем репарации, сформировавшихся в ходе эволюции. Поскольку все организмы развились и существуют в условиях УФ - облучения, то в клетках имеется отдельная система световой репарации, наиболее изученная в настоящее время. При повреждении молекулы ДНК УФ - лучами образуются тимидиновыедимеры, т.е. «сшивки» между соседними тиминовыми нуклеотидами. Эти димеры не могут выполнять функцию матрицы, поэтому их исправляют ферменты световой репарации, имеющиеся в клетках.

 

Виды репарации:

1. Эксцизионная репарация восстанавливает поврежденные участки как УФ-облучением, так и другими факторами. Эта система репарации имеет несколько ферментов: репарационные эндонуклеаза и экзонуклеаза, ДНК-полимераза, ДНК-лигаза.

2. Пострепликативная репарация является неполной, так как идет «в обход», и поврежденный участок из молекулы ДНК не удаляется.

3. Прямая репарация — наиболее простой путь устранения повреждений в ДНК, в котором обычно задействованы специфические ферменты, способные быстро устранять соответствующее повреждение, восстанавливая исходную структуру нуклеотидов.

4. SOS - репарация - происходит синтез белка, который присоединяется к ДНК-полимеразе и делает возможным строить дочернюю ДНК напротив дефектной цепи.

 

 

2. Дробление как процесс образования многоклеточного зародыша. Типы дробления. Связь строения яйцеклетки с типом дробления. Дробление зиготы человека.

Дробление - это ряд последовательных митотических делений зиготы далее бластомеров, заканчивающихся образованием многоклеточного зародыша - бластулы. Первое дробление начинается после объединения наследственного материала пронуклеосов или синкариона и образования общей метафазной пластинки (клетки называются бластомерами). С каждым делением клетки становятся всё мельче, пока не достигнут обычного для соматических клеток соотношения объемов ядра и цитоплазмы.

Самые первые бластомеры тотипотентны, поэтому возникают однояйцовые двойни, тройни и т. д. В более поздних стадиях дробления тотипотентность утрачивается.

Типы дробления
1) По полноте деления зиготы:
а) полное (образуются 2 клеткиàзигота делится полностью) Такое дробление характерно для яиц, содержащих сравнительно мало желтка, т. е. для олиго- и мезолецитальных, а также для умеренно телолецитальных яиц.
б) неполное (борозда деления не полностью разделяет дочерние клетки, не происходит образования дочерних клеток).Этот тип дробления наблюдается у животных с телолецитальными яйцами, которые отличаются высокой степенью концентрации желтка в вегетативной области.
2) По размеру образовавшихся бластомеров:
а) равномерное (если бластомеры имеют одинаковые размеры)
б) неравномерное (имеют разные размеры)
3) По временным интервалам между делением:
а) синхронное (интервалы между делениями одинаковые) в олиголецитальных – дробление синхронное.
б) асинхронное (интервалы разные) в мезолецитальных яйцевых клетках синхронность нарушена, после третьего деления, т.к. вегетативные бластомеры из-за большого кол-ва желтка делятся медленнее.

Связь строения яйцеклетки с типом дробления:
1. Для изолецитальных яйцеклеток типично полное равномерное дробление.
2. Полное неравномерное дробление характерно для телолецитальных яиц с умеренным содержанием желтка.
3. Неполное дискоидальное дробление характерно для телолецитальных яиц с большим содержанием желтка.
4. Неполное поверхностное дробление характерно для центролецитальных яиц.

Дробление зиготы человека — полное, асинхронное, неравномерное.

· Начинается к концу 1-ых суток.

· Процесс продолжается 3-4 дня.

· 1-ые сутки дробление медленное (за 30 часов образуются 2 бластомера, а за 40 часов – 4).

· С первых же делений образуется 2 вида бластомеров:
1) Темные (в центре) формируют эмброиобласт (из него формируется тело зародыша и все остальные внезародышевые органы)
2) Светлые (по периферии) возникает трофобласт (связывает зародыш, с материнским организмом и обеспечивает его питанием).

· К 4-ым суткам зародыш состоит из 12 бластомеров и в это же время начинается формироваться бластоциста (пузырь заполненный жидкостью), 3 дня находится в яйцеводе.
Затем (на 5-е и 6-е сутки) попадает в матку.
К этому времени увеличивается в размерах

·.Дальше бластоциста переходит к стадии свободной бастоцисты.
В этот период изменение в трофобласте, связанные с подготовкой зародыша к внедрению в стенки маткипроцесс имплантации (6-7 -е сутки).

· Также в это время начинается процесс гаструляции.