Репарационные системы ДНК прокариот
Системы репарации ДНК[8]-это комплекс функций направленный на восстановления нарушенных в результате мутаций структур гена.
В клетке существуют механизмы, способные полностью или частично восстанавливать исходную структуру изменённой ДНК. Мутации, вызванные радиацией, химическими веществами и другими факторами, теоретически могли бы привести к вымиранию бактериальной популяции, если бы последняя была лишена способности к репарации ДНК. Совокупность ферментов, катализирующих коррекцию повреждений ДНК, объединяют в так называемые системы репарации, принципиально различающиеся по биохимическим механизмам восстановления повреждений. Известно три основных направления коррекции дефектов ДНК:
1. Непосредственная реверсия от повреждённой ДНК к исходной структуре, когда изменения в ДНК исправляются с помощью единственной ферментативной реакции. Например, удаление неправильно присоединённой метильной группы при шестом атоме кислорода гуанина с помощью метилтрансферазы; или расщепление возникшего в результате облучения тиминового димера с помощью фотолиазы (пример рекомбинационной репарации).
2. «Вырезание» повреждений с последующим восстановлением исходной структуры (эксцизионная репарация). Данный тип репарации требует присутствия ферментов, которые узнают нарушения структуры ДНК, удаляют затронутые участки, замещая их нормальными нуклеотидными последовательностями, и, наконец, восстанавливают первоначальную структуру ДНК, замыкая полинуклеотидную цепь. У Е. coli имеется, по крайней мере, четыре таких этапа. На первом этапе происходит разрыв цепи ДНК вблизи повреждения под действием эндонуклеазы, узнающей нарушения структуры ДНК.За разрывом цепи ДНК следует удаление пиримидиновых димеров, осуществляемое экзонуклеазой. Удаление мутатнтных сайтов сопровождается дополнительной деградацией ДНК с образованием брешей, размеры которых варьируют от 20 до 400 нуклеотидов. Затем бреши заполняются с помощью ДНК-полимеразы, использующей в качестве матрицы интактную комплементарную цепь ДНК. Заключительный шаг в этой последовательности событии состоит в восстановлении целостности полинуклеотидной цепи в результате сшивания разрыва лигазой.
|
|
|
3. Активация особых механизмов, обеспечивающих выживание при повреждениях ДНК (восстановление исходной структуры ДНК в результате рекомбинации; коррекция ошибочного спаривания оснований; трансляционный синтез на повреждённой матрице ДНК). Эти механизмы не всегда приводят к полному восстановлению исходной структуры ДНК. Данная система является подобием SOS-репарации эукариот. SOS-ответ открытый у бактерий E.Coli Мирославом Радманом представляет скооперированную индукцию почти 40 генов. Важную роль играют гены lexAи recA, а также многочисленные одноцепочечные разрывы ДНК(ssDNA). Ген lexAкодирует белок LexA, который является репрессором SOS-регулона. Он прочно связывается с определёнными последовательностями ДНК, названными SOS-боксами, которые отвечаю за синтез белков,обуславливающих белки SOS-ответа в нормальном физиологическом состоянии. При повреждение ДНК происходит активация гена recAи последующий синтез белка RecA, который вызывает аутопротеолиз белка LexA,тем самым запуская SOS-боксы.
|
|
|
Рисунок 5: Инициация SOS-ответа
Компенсация функций, нарушенных в результате мутаций
Первичная мутация может быть компенсирована вторичной мутацией, которая произошла внутри мутировавшего гена (интрагенно) или в другом гене (экстрагенно). Изменения, которые устраняют проявления мутации, не исправляя при этом первоначального нарушения в ДНК, называют супрессией.
Интрагеннаясупрессия вызвана вторичной мутацией, корригирующей эффекты первичной мутации. Например, точечная мутация, приводящая к синтезу дефектного белка с утраченной биологической активностью, может быть исправлена, если вторичная точечная мутация приведёт к кодированию аминокислоты, сохраняющей конфигурацию и активность белка. Точное восстановление исходной структуры гена называют истинной обратной мутацией (истинной реверсией). Если эффект первой мутации компенсирован мутацией в другой части гена, такие мутации называют вторичными реверсиями.
|
|
|
Экстрагеннаясупрессия — подавление проявления мутации, произошедшей в одном гене, вследствие мутации во втором гене.
Списоклитературы
Bacterial DNA repair: recent insights into the mechanism of RecBCD, AddAB and AdnAB.(б.д.). Получено из ncbi.nlm.nih.gov.
Влияние физических мутагенов на живые клетки. (б.д.). Получено из biofile.ru.
Влияние электромагнитного излучения на бактериальные клетки. (б.д.). Получено из medconfer.com.
Измерение электромагнитного поля на рабочем месте с ПЭВМ. (б.д.). Получено из ecolab21.ru.
Мутация. Мутации у бактерий. Мутагены. Спонтанные мутации. Обратные мутации ( реверсии ). (б.д.). Получено из meduniver.com.
РЕЗОНАНСНОЕ ПОГЛОЩЕНИЕ СВЕРХВЫСОКОЧАСТОТНОГО ЭЛЕКТРОМАГНИТНОГО ПОЛЯ МОЛЕКУЛАМИ ДНК. (б.д.). Получено из science-education.ru.
Репарация ДНК бактерий. Системы репарации днк. Компенсация функций нарушенных в результате мутаций. Интрагенная супрессия. Экстрагенная супрессия. (б.д.). Получено из meduniver.com.
|
|
|
СанПин 2.2.2/2.4.1340-03. (б.д.). Получено из tehbez.ru.
Упаковка ДНК в прокариотической клетке. (б.д.). Получено из http://worldofscience.ru/.
Ушаков, В. (2010). SOS-СИСТЕМА РЕПАРАЦИИ ДНК У БАКТЕРИЙ (ОБЗОР). Вестник пермского университета.
Физические мутагены: общие сведения. (б.д.). Получено из medbiol.ru.
Электромагнитные поля на рабочем месте. (б.д.). Получено из geektimes.com.
[1]Электронно-вычислительная машина
[2] Информационные технологии
[3] Электромагнитные волны
[4] Аденозинтрифосфат
[5]Микроволновое излучение, сверхвысокочастотное излучение
[6] Предельно-допустимая норма
[7] Персональный компьютер
[8] Дезоксирибонуклеиновая кислота
Дата добавления: 2018-06-01; просмотров: 708; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!