Биология клетки/Часть 1. Клетка как она есть/3/6
| ← 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]- Ультрафиолетовое излучение
- Радиация
- Химическое соединение|Химические вещества]]
- Ошибки репликации ДНК
- Апуринизация — отщепление азотистых оснований от сахарофосфатного остова
- Дезаминирование — отщепление аминогруппы от азотистого основания
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.