КАТЕГОРИИ: Архитектура-(3434)Астрономия-(809)Биология-(7483)Биотехнологии-(1457)Военное дело-(14632)Высокие технологии-(1363)География-(913)Геология-(1438)Государство-(451)Демография-(1065)Дом-(47672)Журналистика и СМИ-(912)Изобретательство-(14524)Иностранные языки-(4268)Информатика-(17799)Искусство-(1338)История-(13644)Компьютеры-(11121)Косметика-(55)Кулинария-(373)Культура-(8427)Лингвистика-(374)Литература-(1642)Маркетинг-(23702)Математика-(16968)Машиностроение-(1700)Медицина-(12668)Менеджмент-(24684)Механика-(15423)Науковедение-(506)Образование-(11852)Охрана труда-(3308)Педагогика-(5571)Полиграфия-(1312)Политика-(7869)Право-(5454)Приборостроение-(1369)Программирование-(2801)Производство-(97182)Промышленность-(8706)Психология-(18388)Религия-(3217)Связь-(10668)Сельское хозяйство-(299)Социология-(6455)Спорт-(42831)Строительство-(4793)Торговля-(5050)Транспорт-(2929)Туризм-(1568)Физика-(3942)Философия-(17015)Финансы-(26596)Химия-(22929)Экология-(12095)Экономика-(9961)Электроника-(8441)Электротехника-(4623)Энергетика-(12629)Юриспруденция-(1492)Ядерная техника-(1748) |
Радиационная биохимия нуклеиновых кислот. Основные типы репарации ДНК
На ядерную ДНК приходится около 7% поглощенной дозы. Механизм повреждения нуклеиновых кислот: а) при прямом действии ионизирующих излучений на нуклеиновые кислоты: выбивание электрона и последующая миграция дефектного участка по полинуклеотидной цепи (несколько сотен азотистых оснований) до участка с повышенными электрон-донорными свойствами (чаще всего до участка локализации тимина или цитозина, где и образуются свободные радикалы этих оснований). б) при косвенном действии ионизирующих излучений на нуклеиновые кислоты: взаимодействие с продуктами радиолиза воды приводит к образованию свободных радикалов, что ведет к нарушению структуры ДНК, в основе которого лежат следующие механизмы: - одно- и двунитевые разрывы; - модификация азотистых оснований; - образование тиминовых димеров; - сшивки ДНК–ДНК, ДНК-белок. При дозе 1 Гр в каждой клетке человека повреждаются около 5000 азотистых оснований, возникают примерно 1000 одиночных и от 10 до 100 двойных разрывов. Определенное число одиночных разрывов образуется даже при малых дозах излучения, но они не приводят к поломкам молекулы ДНК, т.к. куски поврежденной молекулы прочно удерживаются на месте водородными связями с комплементарной нитью ДНК и хорошо поддаются восстановлению. Репарация повреждений в ДНК. Все механизмы репарации в клетке многократно продублированы и могут идти разными путями, находящимися под генетическим контролем. Репарация может быть как практически безошибочной (фотореактивация и эксцизионная репарация коротких участков), так и зачастую ошибочной (SOS-репарация, т.к. она является попыткой восстановить структуру ДНК любой ценой при серьезных массивных повреждениях).
Репарация генетических повреждений обеспечивается десятками ферментов, многие из которых участвуют также в процессах репликации и рекомбинации. Основные группы ферментов репарации: 1. нуклеозидазы - производят выщепление оснований по N-гликозидной связи с образованием АП-сайтов - апуриновых или апиримидиновых участков; 2. инсертазы - производят встраивание оснований в АП-сайты; 3. лиазы - производят расщепление пиримидиновых димеров; 4. эндонуклеазы - проводят инцизию - разрез ДНК возле повреждения; 5. экзонуклеазы - проводят эксцизию - удаление поврежденного участка; 6. ДНК-полимеразы - проводят синтез ДНК по комплементарной матрице; 7. ДНК-лигазы - производят сшивку нуклеотидов. Основные типы репарации ДНК: I. Прямая репарация: а) фотореверсия - происходит за счет работы фотолиаз, причем начальный этап - образование фермент-субстратного комплекса - может идти и в темноте: E + S «ES + hn ® E + P, где Е – фермент (энзим), S – субстрат, P - продукт реакции. Для работы фотолиазы требуется свет с длиной волны» 350 нм. Этапы фотореверсии: 1. Повреждение ДНК с образованием димера под действием УФ-излучения 2. Образование фермент-субстратного комплекса с фотолиазой: 3. Восстановление структуры ДНК: б) восстановление одиночных разрывов - происходит с участием ДНК-лигаз, характерна при действии ионизирующих излучений, вызывающих образование большого числа однонитевых разрывов ДНК. Этапы восстановления одиночных разрывов: 1. Повреждение ДНК с образованием одиночного разрыва: 2. Образование фермент-субстратного комплекса с ДНК-лигазой: 3. Восстановление структуры ДНК: в) восстановление структуры азотистых оснований - удаление лишних метильных групп, восстановление разрывов циклических структур; г) замена азотистых оснований - протекает с участием ДНК-гликозидаз. II. Репарация с использованием комплементарной цепи (эксцизионная репарация).
Наиболее изученный вид эксцизионной репарации - “ темновая репарация ”. Ее основные этапы: 1. Incisio (разрезание) - эндонуклеаза "узнает" поврежденный участок и производит разрез: 2. Excisio (вычленение) - экзонуклеаза удаляет поврежденный участок: 3. Sintesis - репаративный синтез с помощью ДНК-полимеразы: 4. Сшивка восстановленных участков ДНК-лигазой: III. Репарация с использованием межмолекулярной информации: а) восстановление двойных разрывов - возможно в том случае, когда имеется копия генетической информации (например, при диплоидном наборе хромосом). В основе данной репарации - сложный процесс рекомбинации с реципрокным обменом нитей ДНК и последующим восстановлением повреждений. При этом образуются так называемые " структуры Холидея ", которые в дальнейшем подвергаются разделению с образованием 2 нормальных нитей ДНК. б) репарация поперечных сшивок внутри ДНК - происходит по схеме “выщепление-рекомбинация-синтез”. Ее основные этапы:
Дата добавления: 2015-04-24; Просмотров: 1117; Нарушение авторских прав?; Мы поможем в написании вашей работы! Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет |