Биология клетки/Часть 1. Клетка как она есть/3/6

Материал из Викиучебника — открытых книг для открытого мира
Перейти к навигации Перейти к поиску
← Предыдущая глава Глава 3.6 Следующая глава →
Репарация ДНК

Репарация (от лат. reparatio — восстановление) — 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.

Источники повреждения ДНК[править]

Основные типы повреждения ДНК[править]

  • Повреждение одиночных нуклеотидов
  • Повреждение пары нуклеотидов
  • Разрыв цепи ДНК
  • Образование поперечных сшивок между основаниями одной цепи или разных цепей ДНК

Устройство системы репарации[править]

Каждая из систем репарации включает следующие компоненты:

  • хеликаза — фермент, «узнающий» химически изменённые участки в цепи и осуществляющий разрыв цепи вблизи от повреждения;
  • фермент, удаляющий повреждённый участок;
  • ДНК-полимераза — фермент, синтезирующий соответствующий участок цепи ДНК взамен удалённого;
  • ДНК-лигаза — фермент, замыкающий последнюю связь в полимерной цепи и тем самым восстанавливающий её непрерывно

Типы репарации[править]

У бактерий имеются по крайней мере 3 ферментные системы, ведущие репарацию — прямая, эксцизионная и пострепликативная. У эукариот к ним добавляется еще mismatch-репарация и Sos-репарация.

Прямая репарация[править]

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[править]

Эксцизионная репарация (англ. excision — вырезание) включает удаление повреждённых азотистых оснований из ДНК и последующее восстановление нормальной структуры молекулы.

Пострепликативная репарация[править]

Tип репарации, имеющей место в тех случаях, когда процесс эксцизионной репарации недостаточен для полного исправления повреждения: после репликации с образованием ДНК, содержащей поврежденные участки, образуются одноцепочечные бреши, заполняемые в процессе гомологичной рекомбинации при помощи белка RecA.

Пострепликативная репарация была открыта в клетках E.сoli, не способных выщеплять тиминовые димеры. Это единственный тип репарации, не имеющий этапа узнавания повреждения.