RECUPERAREA DAUNEI ADN
RECUPERAREA DAUNEI ADN
Efectele mutagene și letale ale mutagenilor se datorează leziunilor structurale pe care le provoacă în molecule
ADN-ul. Cu toate acestea, aceste daune sunt adesea susceptibile de recuperare. Procesul de reconstrucție a deteriorării ADN-ului se numește repararea sau repararea ADN-ului.
Fiind sensibil la un anumit tip de radiații, celulele raspund la iradiere UV, astfel încât să formeze un prejudiciu ADN-ului, principalele dintre care sunt modificările fotochimice ale bazelor pirimidinice în treacăt în dimerii pirimidină, în special timina. Acestea din urmă sunt formate prin legarea covalentă a bazelor de timină adiacente în același lanț al moleculei prin atașarea carbonului la carbon. Adăugarea de dimerilor timină în ADN-ul celulelor iradiate este format ca citozina-timină și dimerii-citozină citozină, dar frecvența lor este mai mică. Dimerizarea bazelor flancate în gena este însoțită de dificultate în transcriere. De asemenea, duce la mutații. Ca rezultat, celula poate muri sau suferi malignitate.
Unul dintre mecanismele de funcții de reparare a ADN multe tipuri de organisme, inclusiv oameni, și care aparține expunerea la lumina celulele vizibile pretratate cu radiația UV duce la o scădere a efectului letal în mai multe ori, de exemplu. E. La reactivarea funcțiilor iradiate celule. Acest efect reactiv al luminii vizibile este asociat cu scindarea (monomerizarea) dimerilor pirimidinei, acest procedeu fiind furnizat de o enzimă de fotoreactivare dependentă de lumină
Un alt mecanism de eliminare a dimerilor bazelor de pirimidină din ADN-ul celulelor iradiate a fost numit reparație întunecată sau reducere excizie. Pe lângă fotoreactivare, este un proces enzimatic, dar mai complex, în plus, are loc în întuneric (figura 59). Acest mecanism constă în faptul că dimerii Timina sunt supuse „excizia“ lanțului ADN în care rămân „lacune“, „zalatyvaemye“ sinteza ADN reductive care implica ADN polimerazei și folosind cealaltă catenă ca matriță. Pasul final în dimerii pirimidinice lenii eliminată din celulele iradiate cu ADN de „tăiere“ și „zalatyvaniya“ „lacune“ constă în închiderea regiunii de ADN nou replicat adiacent regiunilor afectate și „estomparea“ obligațiuni schelet cu zahăr fosfat de ligaza ADN enzimatic.
Fig. 58. Fotoreactivarea dimerilor de pirimidină indusă de UV în prezența luminii vizibile
Fig. 59. Excizia din ADN a dimerilor de pirimidină indusă de
Radiații UV: 1 - dimer de timină; 2 - "decalaj" în lanț; 3 - extinderea "decalajului"; 4 - umplerea "gap-ului" cu sinteza regenerativă; 5 - „patare“ al treilea mecanism ADN repararea nick numit daune postreplikatsionnym sau reducerea recombinare (Fig 60.). Acesta se află în faptul că sinteza ADN-ului în celulele iradiate UV este viteza normala numai de-a lungul cromozomului până la dimer înainte, care încetinește timp de câteva secunde și apoi pornește din nou, dar pe de cealaltă parte a dimerului. Deoarece ADN polimeraza trece peste dimer, se formează un "gap" în lanțul fiicei. Prin urmare, zona care conține dimerul într-un singur duplex va fi intacta in duplex nursing, t. E. In filialele
Moleculele ADN conțin un lanț de dimeri de pirimidină, în timp ce în cealaltă există lacune care sunt de fapt leziuni secundare. În consecință, zona care conține dimerii într-un duplex este pe deplin conservată în duplexul sora. Acest proces de recombinare se termină de-a lungul moleculei de ADN după replicarea la care purtătorul de circuit filială în orice regiune „decalaj“, asociat cu un alt lanț filială (complementare) care poartă „gap“ în altă parte. Această asociere permite realizarea unei sinteze reductive pentru a asigura restaurarea secvenței corecte a zonei din fiecare decalaj. Ca șablon, este utilizată regiunea intactă corespunzătoare unui alt lanț copil. Evenimentele de recombinare la nivelul fiecărui "gol" conduc la reconstrucția unei molecule de ADN intacte, capabilă de replicare ulterioară.
Fig. 60. Repararea ADN post-replicare: baza 1 deteriorată; 2 - punctul de replicare ADN; 3 - "decalaj"; 4 - recombinarea între cromozomii fiice; 5 - repararea completă a ADN-ului (dar baza sa deteriorată este păstrată)
O persoană cunoscută sindromul „xeroderma pigmentozum“, care se caracterizează printr-o sensibilitate extremă a pielii la lumina soarelui, prin care aceasta este supusă la punerea excesivă de pigmentare și apoi se întâmplă adesea celulele pielii malignitate. Debutul acestui sindrom este asociat cu un defect în capacitatea de a elimina dimerii de timină din ADN. Este cunoscut, de asemenea, sindromul Bloom, care constă în sensibilitatea sporită a indivizilor
la lumina soarelui și asociată cu creșterea schimburilor de cromatide sora în genomul lor. Acest sindrom este, de asemenea, asociat cu un defect în repararea ADN-ului.
În mod normal, deteriorarea ADN indusă de lumina soarelui (componenta UV) este restabilită prin "excizie-restaurare".
Unele dintre prejudiciu potențial letale sau secundare induse de razele X pot fi restabilită prin recombinare sau un alt mecanism, care implică enzime recombinazei. Se presupune, de asemenea, că, spre deosebire de deteriorările ADN induse de radiația UV, daunele induse de raze X sunt predispuse la recuperare (prin recombinare) chiar înainte de prima replicare post-lămpi.
Deteriorarea cauzată de ADN prin mutageni chimici este de asemenea restaurată cu ajutorul acestui mecanism sau respectiv. Fiecare dintre mecanismele de reparare a ADN-ului este în esență un sistem de protecție a ADN-ului. În același timp, restaurarea ADN-ului este adesea însoțită de erori, manifestate sub formă de mutații.
În ciuda faptului că ADN-ul este custodia informațiilor genetice, are o stabilitate chimică limitată. În celulele cu o frecvență destul de înaltă, apar hidroliza, oxidarea și metilarea non-enzimatică a ADN-ului. Aceste reacții interacționează cu repararea ADN-ului. Se sugerează că dezintegrarea spontană a ADN-ului este factorul principal în mutageneza spontană, carcinogeneză și vârstă înaintată.
Probabil, ADN-ul codifică corectarea erorilor proprii.