РК2 МБМГ. Понятие о гене. Классификация генов
 Скачать 73.47 Kb.
|
Репарация. Эксцизионная репарация.Репарация-это свойство молекулярного восстановления исходной нуклеотидной последовательности ДНК. Механизм репарации основан на наличии в молекуле ДНК двух комплементарных цепей. Различают следующие типы репарации: Световая репарация (фотореактивация); Эксцизионная репарация (темновая репарация); Пострепликативная репарация; SOS – репарация. Эксцизионная репарация-вырезание поврежденного участка ДНК и его замена новым участком, синтезированным на второй цепи ДНК. Эксцизионная репарация состоит из следующих этапов: 1. Действие мутагена приводит к образованию в молекуле ДНК тиминового димера (Т-Т). 2 Тиминовый димер (Т-Т) распознается белками А и В. К тиминовому димеру присоединяются две молекулы белка А молекула белка В. 3. Энергия АТФ используется для придания молекуле ДНК изогнутого вида и изменения конформации белка В 4. Две молекулы белка А отсоединяются от молекулы ДНК. Белок В остается с соединенным молекулой ДНК. 5. КмолекулеДНК присоединяется белок С 6. Белок С разрезает цепь ДНК со стороны 51 - конца, белок В – со стороны 31–конца. Вслед за этим белок С отсоединяется от молекулы ДНК. 7. Фермент хеликаза отсоединяет образовавшися в результате двух разрезов фрагмент ДНК длиной 12 нуклеотидов, энергия для этого предоставляется еще одной молекулой АТФ. 8. ДНК – полимераза I замещает белок В и начинает заполнять образовавшуюся брешь в поврежденной цепи нуклеотидами, комплементарными нуклеотидам, расположенным на неповрежденной цепи ДНК. 9. Концы вновь синтезированного фрагмента сшиваются со свободными концами молекулы ДНК с помощью фермента–ДНК– лигазы, восстанавливается нормальная структура ДНК. Репарация. Пострепликативная репарация.Репарация-это свойство молекулярного восстановления исходной нуклеотидной последовательности ДНК. Механизм репарации основан на наличии в молекуле ДНК двух комплементарных цепей. Различают следующие типы репарации: Световая репарация (фотореактивация); Эксцизионная репарация (темновая репарация); Пострепликативная репарация;SOS – репарация. Пострепликативная репарация В условиях, когда в организме не срабатывают механизмы световой и эксцизионной репарации, наблюдается еще один тип репарации, называемый пострепликативной репарацией. Пострепликативная репарация осуществляется с помощью неповрежденной нити ДНК. В результате действия мутагена повреждается одна из двух цепей ДНК. В ней образуется тиминовой димер (Т-Т). Вторая цепь остается номальной. В ходе репликации мутантной цепи ДНК в комплементарной дочерней молекуле ДНК напротив участка, содержащего тиминивый димер, образуется брешь. Репликация неповрежденной цепи ДНК происходит обычным способом, с образованием нормальной дочерней молекулы ДНК. В процессе пострепликативной репарации синтезируется белок uvr А, который соединяется с нормальной цепью ДНК и вырезает ин нее фрагмент, равный по длине бреши, образовавшейся в комплементарной цепи. Вырезанный фрагмент вставляется в брешь и соединяется с молекулой ДНК лигазой. Дочерняя молекула восстанавливает нормальную структуру. Брешь оставшаяся после вырезания участка из материнской нити ДНК, застраивается ДНК – полимеразой 1. ДНК-лигазой с восстановлением целостности молекулы ДНК Репарация. SOS-репарация.Репарация-это свойство молекулярного восстановления исходной нуклеотидной последовательности ДНК. Механизм репарации основан на наличии в молекуле ДНК двух комплементарных цепей. Различают следующие типы репарации: Световая репарация (фотореактивация); Эксцизионная репарация (темновая репарация); Пострепликативная репарация; SOS – репарация. SOS-репарацияSOS-репарация представляет собой удивительный, необычный тип репарации, соответствующий принципу «клин клином вышивают». В основе SOS-репарации лежит запуск механизмов. Способствующих возникновению большого количества новых мутаций. В клетке синтезируются белки, которые в комплексе с ДНК-полимеразой обеспичивают репликацию дочерней цепи ДНК с мутантной материнской цепи ДНК. В результате дочерняя молекула ДНК воспроизведет в своей структуре все нарушения,которые имели место в материнской цепи. SOS-репарация начинает функционировать в случаях, когда большие дозы УФ – облучения приводят к возникновению большого числа повреждений повреждений ДНК, которые не устраняются ни одним из вышеперечисленных механизмов репарации. В этих условиях активируется синтез копротеазы Rec A – белка, которая участвует в расщеплении многих белков. В частности, Rec A – копротеаза узнает и разрезает белок, кодируе мый геном Lex А, который является репрессором почти 20 генов, в т.ч. оперона гена umu D. Разрушение Lex А – белков приводит к активизации оперонов многих генов, в частности, Umu C и Umu D. Белки Umu C и Umu к комплексу ДНК – полимераза III - Rec A – белок и изменяют его таким образом, чтобы продолжить репликацию; при этом в дочернюю цепь напротив поврежденной материнской цепи включаются любые нуклеотиды. Главной целью является завершение синтеза дочерней цепи, даже с многочисленными ошибками репликации. В конечном итоге вновь синтезированная молекула ДНК будет иметь многочисленные ошибки. Если в клетке не смотря на осуществляемую репарацию, количествоповреждений структуры ДНК остается высоким, в ней блокируется процессы репликации ДНК. Такая клетка не делится, а значит, не передает возникших изменений потомству. Вызываемая повреждениями ДНК остановка клеточного цикла в сочетании с невозможностью молекулярной репарации измененного наследственного материала может с участием белка, синтез которого контролируется геном р53, приводить к активации процесса самоликвидации (апоптоз) дефектной клетки с целью устранения ее из организма. Таким образом, обширный набор различных ферментов репарации осуществляет непрерывный «осмотр» ДНК, удаляя из нее поврежденные участки и способствуя поддержанию стабильности наследственного материала. Репарация. Световая репарация.Репарация-это свойство молекулярного восстановления исходной нуклеотидной последовательности ДНК. Механизм репарации основан на наличии в молекуле ДНК двух комплементарных цепей. Различают следующие типы репарации: Световая репарация (фотореактивация); Эксцизионная репарация (темновая репарация); Пострепликативная репарация; SOS – репарация. Световая репарация Световая репарация т.е. репарация на свету, была впервые обнаружена в 40 гг ХХ века А.Кельнером. Облучение ультрафиолетовым светом клеток бактерий и грибов, приводилок их гибели вследствие мутаций, возникающих в ДНК. Перенесение облученных клеток на видимый свет приводило к выживанию облученных УФ клеток. Из этого был сделан вывод, что видимый свет способствует нормализации структуры ДНК и функционированияклеток. Позже было показано, что в облученных УФ клетках, перенесенных на свет, образуется специфической фермент-фотолиаза. Фотолиаза расщепляет в мутантной ЖНК вновь образовавшиеся связи между соседними пиримидиновыми основаниями и восстанавливает нормальную структуру ДНК. Схематически световая репарация выглядит следующим образом: 1. Нормальная моллекула ДНК Облучение УФ-светом 2. Мутантная молекула ДНК – образование пиримидиновых димеров. Действие видимого света 3. Синтез фермента фотолиазы 4. Расщепление димеров пиримидиновых оснований 5.Восстановление нормальной структуры ДНК \ |