|
|
Репарация ошибок репликации ДНК. ⇐ ПредыдущаяСтр 8 из 8 При репликации ДНК встраивание ошибочных нуклеотидов происходят с частотой от 10-4 до 10-5 на нуклеотид на клетку на одну генерацию. Epsilon-субъединица ДНК-полимеразы III обладает "редактирующей" функцией, которая увеличивает точность до 10-7 -10-8 на нуклеотид на клетку за одну генерацию. Далее пострепликативная система репарации несовпадений уменьшает частоту ошибок до 10-9 - 10-10. Последняя система производит репарацию несовпадающих оснований в ДНК, корректируя праймерную цепь ДНК по матричной. Праймерная цепь недометилирована по аденинам в олигонуклеотидах "GATC". Репарационный комплекс опознает олигонуклеотид "GATC" в праймерной цепи и вырезает несовпадающие нуклеотиды. Это является ярким примером влияния контекста ДНК на возникновение мутаций. Репарационный комплекс состоит из четырех субъединиц: mutH, mutL, mutU и mutS. Мутационные повреждения этих белков вызывают повышенную частоту мутаций в геноме при репликации. Основным классом мутаций в таких мутантных штаммах являются транзиции (переходы пуринов в пурины, пиримидинов в пиримидины). Трансверсии (т.е. все остальные типы переходов) встречаются гораздо реже. В ряде случаев отмечено большое влияние соседних нуклеотидов на частоту возникновения мутаций. Так, например, в работе для транзиций T:A -> C:G показано, что для "горячих" позиций мутирования характерно наличие соседнего в 5'-направлении нуклеотида G. Авторы предполагают, что соседние основания слева и справа могут иметь большое значение для стабилизации неканонической пары, возникающей в ходе репликации. Таким образом,если наличие тракта "GATC" уменьшает частоту возникновения спонтанных мутаций, то наличие консенсуса GT стимулирует возниновение мутаций в позиции T. Сходные закономерности выявлены при анализе спонтанных мутаций, возникающих при трансфекции вектора pz189 в клетки обезьяны. Для всех промутировавших позиций характеро наличие нуклеотида Y в 5'-положении от них; консенсус позиции мутирования имеет вид: YC, где нуклеотид C расположен в позиции мутирования. Авторы предполагают, что в этом случае мутации возникали спонтанно в ходе репарации трансфецированной ДНК, поврежденной клеточными нуклеазами. Таким образом, для различных случаев возникновения мутаций как ошибок ДНК-полимераз характерно наличие выраженного влияния соседних оснований на частоту возникновения замен. Частота ошибок репликации увеличивается из-за спонтанных повреждений геномной ДНК, возникающих в результате ее депуринизации в физиологических условиях. Депуринизация является следствием разрыва N-гликозидной связи, соединяющей в молекуле ДНК пуриновые основания с остатками дезоксирибозы. По оценкам Линдаля и Ниберга, депуринизация ДНК в организме происходит с частотой около 3 10-11 на нуклеотид в секунду, что примерно в 100 раз выше частоты спонтанной потери пиримидиновых оснований ДНК в тех же условиях. При такой частоте в соматической клетке человека должно происходить около 105 депуринизаций/день.Репликативный комплекс на ДНК-матрице взаимодействует с апуринизированным сайтом и включает в синтезируемую цепь ДНК преимущественно остатки дезоксиаденозина. Многие бактериальные и эукариотические ДНК-полимеразы, осуществляющие репликацию ДНК, обладают 3'->5'-экзонуклеазной корректирующей активностью, и поэтому ошибочно включенные нуклеотиды, некомплементарные матрице, удаляются с 3'-конца растущей цепи ДНК перед включением следующего нуклеотида в строящуюся цепь ДНК. Рекомбинантная (пострепликативная) репарация. У бактерий в рекомбинантной репарации принимает участие белок Rec А. Он связывается с одноцепочечным участком ДНК и вовлекает его в рекомбинацию с гомологичными участками неповрежденных цепей другой молекулы ДНК. В результате и разорванная (содержащая бреши), и неповрежденная цепи репарируемой молекулы ДНК оказываются спаренными с неповрежденными комплементарными участками ДНК, что открывает возможность репарации путем вышеохарактеризованных систем. При этом могут происходить вырезание определенного фрагмента и заполнение с его помощью бреши в дефектной цепи. Возникающие при этом пробелы и разрывы в цепях ДНК восполняются с участием ДНК-полимеразы I и ДНК-лигазы.
SOS репарация. Существование этой системы впервые постулировал М. Радман в 1974 г. Он же дал название этому механизму, включив в него международный сигнал бедствия SOS (спасите наши души). И действительно, эта система включается тогда, когда повреждений в ДНК становится настолько много, что угрожает жизни клетки. В этом случае происходит индукция активности разнообразной группы генов, задействованных в различных клеточных процессах, сопряженных с репарацией ДНК. Включение тех или иных генов, определяемых количеством повреждений в ДНК, приводит к разным по значимости клеточным ответам (начиная со стандартной репарации поврежденных нуклеотидов и кончая подавлением клеточного деления). Наиболее изучена SOS-репарация у Е. coli, главными участниками которой являются белки, кодируемые генами Rec A и Lex А. Первый из них представляет собой полифункциональный белок Rec A, участвующий в рекомбинации ДНК, а также в регуляции транскрипции генов фага лямбда, поражающего Е. coli, а второй (белок Lex А) является репрессором транскрипции большой группы генов, предназначенных для репарации ДНК бактерий. При его ингибировании или разрешении репарация активируется. Связывание Rec А с Lex А приводит к расщеплению последнего и соответственно к активации генов репарации. В свою очередь, индукция SOS-системы бактерии служит для фага лямбда сигналом опасности и приводит к тому, что профаг переключается с пассивного на активный (литический) путь существования, вызывая тем самым гибель клетки-хозяина. SOS-система репарации выявлена не только у бактерий, но и у животных, и человека. 58. Показать схематично на рис.: Эксцизионную репарацию
На примере: Распазнает изменение конформации E. Coli. Белки:UvrA + UvrB-сканируют ДНК, второй заставляет ДНК образовывать одноцепочный пузырь вокруг UvrC. UvrC-делает 2 надреза Полимераза 1 и лигаза.
  ЧТО ПРОИСХОДИТ ВО ВЗРОСЛОЙ ЖИЗНИ? Если вы все еще «неправильно» связаны с матерью, вы избегаете отделения и независимого взрослого существования...  Живите по правилу: МАЛО ЛИ ЧТО НА СВЕТЕ СУЩЕСТВУЕТ? Я неслучайно подчеркиваю, что место в голове ограничено, а информации вокруг много, и что ваше право...  ЧТО ПРОИСХОДИТ, КОГДА МЫ ССОРИМСЯ Не понимая различий, существующих между мужчинами и женщинами, очень легко довести дело до ссоры...  Что вызывает тренды на фондовых и товарных рынках Объяснение теории грузового поезда Первые 17 лет моих рыночных исследований сводились к попыткам вычислить, когда этот... Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском гугл на сайте:
|
