Ситуационная задача №21.

Репарация ДНК является молекулярным механизмом восстановления ДНК при возникающих повреждениях, и лежит в основе поддержания генетического гомеостаза. Под действием УФ-облучения в молекуле ДНК образовались пиримидиновые димеры (димеры тимина).

1.Какие свойства и особенности ДНК лежат в основе репарации?

2. В какие периоды клеточного цикла может происходить репарация ДНК?

3.Какие существуют виды репарации ДНК и в чем их различие?

4. Опишите этапы эскцизионной (дорепликативной) репарации, указав последовательность включения в работу ферментов, участвующих в этом процессе.

5. В чем сущность пострепликативной репарации? Укажите ее связь с эксцизионной репарацией?

Ответ к ситуационной задаче № 21 .

Молекула ДНК отличается химической инертностью, устойчивостью к внешним воздействиям, точностью самокопирования, способностью к самокоррекции, что лежит в основе поддержания генетического гомеостаза. Несмотря на эффективность самокоррекции в молекуле ДНК могут возникать ошибки, в результате спонтанно происходящих процессов, действия УФ-облучения, реакционно-способных соединений, нарушающих нормальное спаривание нуклеотидов. Большинство изменений устраняется в ходе репарации ДНК. Механизм репарации основан на наличии в молекуле ДНК двух комплементарных цепей. Искаженный участок в молекуле ДНК обнаруживается специфическим ферментом. Исправление ошибок в молекуле ДНК может происходить в разные периоды клеточного цикла и с участием ферментов репарации. В связи с этим различают: дорепликативную, репликативыную и пострепликативную репарации.

Ситуационная задача №22.

В клетках человека постоянно возникает большое количество нарушений ДНК. Однако действие механизмов генетического гомеостаза позволяет сохранять относительное постоянство генотипа.

1. Какие вы знаете основные способы поддержания генетиче ского гомеостаза? Чем они характеризуются?

2. В какой фазе митотического цикла могут исправляться нарушения ДНК?

3. Какие факторы внешней среды могут привести к генетическим нарушениям?

4. К каким последствиям могут привести нарушения генотипа в соматических клетках, если они не будут исправлены?

5. Как доказать, что в соматических клетках организма сохраняются все гены?

Ответ к ситуационной задаче № 22.

К основным механизма генетического гомеостаза относятся самокоррекция при репликации ДНК, репарация, удаление клеток с генетическими нарушениями. ДНК-полимераза при синтезе дочерних цепей ДНК способна распознавать ошибки и исправлять их. Специальные репарирующие ферментные системы ликвидируют разрывы ДНК, удаляют ее поврежденные участки и восстанавливают исходную структуру. Исправление нарушений может происходить в любом периоде митотического цикла: в G-1 периоде идет эксцизионная репарация, в S – периоде -самокоррекция, а в G-2 периоде - пострепликативная репарация. Факторы, вызывающие генетические нарушения, называются мутагенами. К ним относятся радиация, некоторые тяжелые металлы, смолы табачного дыма, асбест и др. Накопление мутаций вызывает нарушение нормальной работы клеток и преждевременное старение. При сохранении генетических нарушений в соматических клетках, если мутации затрагивают гены регуляции размножения клеток (протоонкогены), могут возникнуть опухоли. Пример – старение кожи и развитие меланом при действии ультрафиолета. Механизмы генетического гомеостаза действуют очень эффективно, сохраняя все гены, даже неработающие. Доказательство – возможность вегетативного размножения и клонирования.