Механизмы репарации ДНК и их краткая характеристика
Процесс восстановления исходной нативной структуры ДНК называют репарацией ДНК, или генетической репарацией, а системы, участвующие в нем – репарационными. Репарация ДНК – один из важнейших генетических процессов в клетке, обеспечивающих ее жизнеспособность и сохранение вида в целом.
Эксцизионная репарация обеспечивает вырезание неверного или поврежденного нуклеотида/участка ДНК, последующую синтез застройку бреши и лигирование. Пострепликативная репарация осуществляется в тех случаях, когда повреждение доживает до фазы репликации (слишком много повреждений, или повреждение возникло непосредственно перед репликацией) или имеет такую природу, которая делает невозможным его исправление с помощью эксцизионной репарации (например, сшивка цепей ДНК).
Система рестрикции-модификации и ее биологическое значение.
В молекулах ДНК, полученных из разных источников, встречаются модифицированные основания, например, 5-метилцитозин, 6-метиламинопурин и др. Они не включаются в ДНК при репликации как таковые, а появляются в результате ферментативной модификации синтезируемых молекул, начиная со стадии фрагментов Оказаки. При этом модифицируются основания, занимающие определенное положение в молекуле. Эти реакции осуществляют ферменты, представляющие собой часть единой системы рестрикции-модификации. Модификация определенных оснований предохраняет ДНК от разрушения рестриктирующими эндонуклеазами, которые имеют сродство к тем же последовательностям нуклеотидов, что и ферменты модификации.
|
|
|
Система рестрикции-модификации – это своеобразный барьер, охраняющий клетку от включения в ее генетический материал чужеродных молекул ДНК. Возникновение мутантов, лишенных способности к рестрикции, открывает дополнительные возможности для изменчивости за счет ассимиляции клеткой чужеродной генетической информации.
Молекулярный механизм транскрипции у эукариот.
Инициация транскрипции начинается с присоединения σ-субъединицы к участку ДНК, который называется промотором, выполняющему функцию присоединения и ориентации РНК-полимеразы на матрице ДНК. Сам синтез РНК начинается за промотором на расстоянии 6-7- оснований и первый нуклеотид с 5’-конца подвергается модификации (метилированию гуанина), называемой кэпированием. Именно поэтому стартовая точка гена (первый нуклеотид) является кэп-сайтом. На данном этапе образуется инициаторный комплекс, в структуру которого входят специальные инициаторные белки (общие факторы транскрипции) помимо РНК-полимеразы.
Элонгация связана с отделением σ-субъединицы от транскрипционного комплекса, куда входят РНК-полимераза. ДНК-матрица и синтезирующая цепь РНК. РНК-полимераза локально расщепляет двойную спираль ДНК. Между новосинтезированной РНК и матричной ДНК образуются временные гибридные участки двойной спирали ДНК-РНК, включающие 15-20 пар нуклеотидов. Это способствует более точному считыванию цепи ДНК.
|
|
|
Терминация транскрипции РНК характеризуется взаимодействием белкового стоп-сигнала вблизи 3’-конца гена с РНК-полимеразой, что способствует замедлению транскрипции, а затем фермент катализирует синтез последовательности ААУААА, которая блокирует 3’-конец мРНК. Последующий синтез 15 нуклеотидов завершает работу РНК-полимеразы. При отделении транскрипта от матрицы экзонуклеаза отщепляет последние 15 нуклеотидов, а фермент поли(А)-полимераза способствует достраиванию к последовательности ААУААА около 150-200 полиадениловых нуклеотидов (полиА), которые необходимы для транспорта мРНК из ядра, так как в цитоплазме они отщепляются.
Процессинг РНК или созревание связано с модификациями новосинтезированных РНК, сошедших с ДНК матрицы путем гидролиза или присоединением нуклеотидов к концевым группам или метилированием.
Сплайсинг РНК – это сложный двухступенчатый процесс, осуществляемый макромолекулярным комплексом (сплайсомой), в ходе которого из мРНК вырезаются интроны (вставки, не имеющие смыслового значения) и сшиваются экзоны (последовательности генов). Сплайсома состоит из пяти типов ядерных РНК и 50 типов белков. Она комплементарно соединяется на границе экзон-интрон. Вырезание интронов осуществляет РНК, а сшивание экзонов – РНК-лигазы.
Дата добавления: 2018-02-28; просмотров: 1431; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!