Вырезание оснваний. Гликозилазы. Вырезание (эксцизия) повреждённых нуклеотидов. Комплекс ферментов, осуществляющих эксцизионную репарацию.

Общий принцип работы систем эксцизионной репарации (excision - вырезание): каждая такая система удаляет из ДНК некомпплементарные или поврежденные основания, а затем синтезирует новый отрезок ДНК, чтобы их заметать. На этапе внесения надсечек (инцизии) поврежденная структура опознается эндонуклеазой, которая разрезает цепь по обе стороны oт повреждения. На этапе вырезания (эксцизии) 5’-3’ экзонуклеаза удаляет отрезок поврежденной цепи. На этапе синтеза образовавшийся одноцепочечный участок служит матрицей для ДНК-полимеразы, которая синтезирует замену вырезанного участка. По окончании синтеза ДНК-лигаза образует ковалентную сшивку между новым фрагментом и исходной ДНК.

Ферменты, удаляющие из ДНК азотистые основания – гликозилазы/лиазы. N-гликозилазы – высокоспецифичные ферменты, расщепляющие гликозидную связь м/д модифицированными основаниями и дезоксирибозой. После действия ДНК- N-гликозилазы в ДНК остается АР-сайт, репарация которого может идти двумя путями: репарация инсертазами и репарация АР-эндоуклеазами.

Механизм репарации неспаренных нуклеотидов. Выбор репарируемой нити днк.

Системы репликации и репарации ДНК хоть и очень редко, но все же ошибаются. В результате в ДНК может вклиниться не комплементарный матрице нуклеотид, эти некомплементарные звенья называют мисмэтчами (mismatch - рассогласование). Система репарации должна отличать друг от друга две цепи одной молекулы ДНК, чтобы решить, какой из двух неспаренных нуклеотидов правильный. В случае нарушения спаривания, возникающих в результате репликации или репарации, новосинтезированная цепь ДНК некоторое время может отличаться от матричной цепи наличием одноцепочечных разрывов или брешей. Это различие использует система репарации, контролирующая правильность спаривания оснований. У Е.coli за такой контроль ответственны продукты генов recF и mutS. Для их действия необходим АТФ. Другое отличие м/д новосинтезированными и матричными цепями у Е.coli обусловленно метилированием ДНК. Метилаза кодируется геном dam и метилирует нуклеотиды в последовательности GATC. Продукты гена mutS узнают некомплиментарность и привлекают к ней ближайший сайт GATC, с кот. связывается. MutH разрезает неметилированную цепь GATC. Эндонуклеазы разрушают неметилированную цепь от GATC до ошибочного основания. Новая цепь синтезируется ДНК-полимеразой III.

SOS-репарация.

В тех случаях, когда повреждений в ДНК становятся настолько много, что начинают угрожать клетке гибелью, запускается система SOS-репарации.

Степень индукции SOS-системы определяется количеством повреждений в ДНК: при небольшом количестве повреждений возрастает уровень некоторых репаративных белков, например, UvrA, В, С, и D.

При большем количестве повреждении блокируется деление клеток и индуцируется синтез белка RecA, необходимого для рекомбинационной репарации и индукции SOS-системы.

При еще большем количестве повреждений ДНК индуцируются гены umuС и umuD, которые ответственны за особый путь репарации, сопряженный с возникновением мутаций.

Механизм действия этих генов не ясен, но предполагается, что они позволяют ДНК-полимеразе копировать нарушенный участок матрицы.