Репарация генетического материала

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

1. УФ излучение

2. Радиация

3. Химические вещества

4. Ошибки репликации ДНК

5. Апуринизация — отщепление азотистых оснований от сахарофосфатного остова

6. Дезаминирование — отщепление аминогруппы от азотистого основания

Основные типы повреждения ДНК

1. Повреждение одиночных нуклеотидов

2. Повреждение пары нуклеотидов

3. Разрыв цепи ДНК

4. Образование поперечных сшивок между основаниями одной цепи или разных цепей ДНК

Устройство системы репарации

Каждая из систем репарации включает следующие компоненты:

1. фермент, "узнающий" химически изменённые участки в цепи ДНК и осуществляющий разрыв цепи вблизи от повреждения

2. фермент, удаляющий повреждённый участок

3. фермент (ДНК-полимераза), синтезирующий соответствующий участок цепи ДНК взамен удалённого

4. фермент (ДНК-лигаза), замыкающий последнюю связь в полимерной цепи и тем самым восстанавливающий её непрерывность

Типы репарации

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.

Интересные факты

1. Полагают, что от 80% до 90% всех раковых заболеваний связаны с отсутствием репарации ДНК.

2. 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 м