Репарация днк и мутагенез

Мутагенез возникает в клетках с дефектами репарации ДНК.

Величина, обратная частоте спонтанных мутаций, отображает генетическую стабильность. Эта величина находится под контролем системы механизмов репарации ДНК.

Повышенная спонтанной мутабильность обусловлена:

- ошибками репарации ДНК4

- нарушением структуры и функций ферментов (ДНК-полимераза и ДНК-лигаза);

- нарушение синтеза предшественников ДНК;

- нарушение рекомбинации;

- нарушением механизмов репарации ДНК.

Повышение спонтанной мутабильности сопровождается понижением жизнедеятельности клеток.

Репарация днк и концерогенез (образование опухоли)

Опухолевая трансформация клеток зависит от дефектов репарации ДНК.

Одна из причин злокачественной трансформации клеток – соматическии мутации.

Мутационная теория концерогенеза («рака») предполагает, что нормальная клетка не содержит специальных генов, ответственных за злокачественную трансформацию; во всех соматических клетках могут возникнуть мутации, приводящие к появлению опухолей.

Соматические мутации индуцируются в повышении солнечной радиации, ионизирующей радиации, химической концерогенностю.

Таким образом, концерогенез связан с механизмами мутагенеза. Индуцированный и спонтанный мутагенез контролируется системами поддержки генетической стабильности, т.е. системами репарации ДНК. Это позволяет предположить, что канцерогенез также находится под контролем репарационных систем поддержки генетической стабильности.

Репарация днк в «стареющих» и дифференцированных клетках

С точки зрения теории соматическая реакция старения обусловлена накоплением с возрастом мутаций или повреждений ДНК соматических клеток, которые, достигнув максимума в старости, приводят к утрате нормальной биологической функции.

В «стареющих» клетках повышена частота спонтанных мутаций (хромосомных аберраций, однонитевых разрывов и других повреждений ДНК).

Поскольку эти нарушения находятся под контролем реперационных механизмов генетической стабильности, высказаны гипотезы о причинной зависимости старения от дефектов репарации ДНК.

Изменений репарации ДНК в высокодифференцированных клетках связан с регуляцией активности генов, кодирующих репарационные ферменты, уже старого развития и в процессы дифференцировки.

Резюме и выводы.

1. Доказана универсальная и широкая распространенность восстановительных процессов у вирусов и клеток различного происхождения, поврежденных УФ светом, ионизирующим излучением.

Таблица 6 – Распространение механизмов репарации ДНК

Объект	Репарационные механизмы
	Ферментативная фотореактивация	Эксцизионная репарация	Постреплекативная репарация	Репарация γ (или Х) индуцированных разрывов
Вирусы	+	+	+	+
Бактерии	+	+	+	+
Грибы	+	+	+ ?	+
Сине-зеленые водоросли	+	+	+ ?	+
Высшие растения	+	+	+	+
Простейшие	+	+	?	+
Насекомые (дрозофилы)	-	+	+	+ ?
Млекопитающие	+	+	+	+

2. Механизмы репарации ДНК, открытые при исследовании обратимости повреждений, вызываемых излучениями, направлены не только на удаление индуцированных повреждений, но и на репарацию спонтанно возникающих эффектов.

3. Репарация повреждений ДНК – это важнейший фактор поддержания генетической стабильности в нормальной жизнедеятельности интактной клетки.

4. Репарация ДНК связана с основными матричными процессами: репликацией и рекомбинацией.

5. Репарация ДНК определяет естественный уровень резистентности клеток к действию излучений и химических ДНК-тропных агентов, а вне повреждения обеспечивает их жизнеспособность.

6. Нерепарированые повреждения ДНК – источник возникновения мутаций.

7. С нарушениями репарации ДНК связано возникновение редких наследственных заболеваний (пигментной ксеродермы и др.).

8. Нерепарированными повреждениями ДНК обусловлена злокачественная трансформация клеток.

9. Процессы старения клеток контролируются механизмами репарации ДНК.

Основной вывод.

Репарация ДНК – фундаментальный матричный процесс, обеспечивающий поддержание стабильности генетических структур в нормальной жизнедеятельности клетки и используемый для стабилизации ДНК при ее повреждении, излучениями, химическими мутагенами и канцерогенным ДНК-тропными агентами.