31. Медицинские аспекты регуляции действия генов.

32. Репарация днк.

Для устранения повреждений ДНК существуют специальные механизмы, с помощью которых происходит репарация.

В ДНК возможны следующие типы повреждений:

1. Апуринизация - утрата пуринового основания - аденина или гуанина, которая блокирует работу ДНК-полимераз.

2. Окислительное дезаминирование и алкилирование азотистых оснований представляют собой их химические модификации азотистых оснований, приводящие к мутациям типа замены оснований.

3. Возникновение тиминовых димеров при ультрафиолетовом облучении, при этом водородные связи возникают между соседними тиминами одной цепи ДНК, что также блокирует работу ДНК-полимераз.

4. Ковалентное сшивание двух цепей ДНК вследствие разрыва фосфодиэфирных связей при ионизирующем облучении.

Репарация повреждений осуществляется в ходе специализированных ферментативных реакций. В зависимости от того, присутствуют ферменты репарации в клетке или нет, выделяют два типа репарации: конститутивную, при которой ферменты репарации уже синтезированы в клетке, и индуцибельную, при которой повреждения

индуцируют работу генов и происходит синтез ферментов репарации.

Конститутивная репарация состоит из: реактивационной, эксцизионной, реактивной или рекомбинационной.

Реактивационная репарация - это одноэтапное восстановление повреждений, которое может происходить в темноте (I тип) или на свету (II тип).

Темновая (I тип) осуществляется двумя возможными путями в зависимости от типа повреждений ДНК. Апуриновые сайты восстанавливаются с помощью ДНК-инсертаз. Алкилированные нуклеотиды узнаются ферментом алкилтрансферазой.

Световая реактивация или II тип, предназначена для удаления тиминовых димеров, которые возникают под действием ультрафиолета. В этом случае тоже возможны два пути репарации. Первый путь - неферментативная

или прямая фотореактивация.

Второй путь - ферментативная репарация, которая осуществляется ферментом фотолиазой, активируемой видимым светом.

Эксцизионная репарация подразумевает вырезание повреждённого участка ДНК с помощью фермента эндонуклеазы, что может приводить к возникновению апуриновых или апиримидиновых сайтов. Вокруг этих

сайтов образуются одноцепочечные бреши, которые затем застраиваются ДНК-полимеразой.

33. Сперматогенез

Сперматогенез - это процесс образования мужских половых клеток - сперматозоидов (спермиев). В будущей мужской гонаде формируются полости, которые превращаются в извитые семенные канальцы, располагающиеся в дольках семенника и сливающиеся в семявыносящий проток.

Стенка семенного канальца образована двумя видами клеток: клетки Сертоли, которые выполняют функции опоры, защиты и питания половых клеток; собственно половые клетки, находящиеся на разных стадиях развития и располагающиеся в многочисленных впячиваниях боковой поверхности клеток Сертоли. Зрелые сперматозоиды формируются на поверхности, обращенной в просвет семенного канальца. Между семенными канальцами располагаются клетки Лейдига, которые синтезируют мужской половой гормон тестостерон, стимулирующий сперматогенез. Созревание спермиев начинается только в пубертатный

период и непрерывно продолжается всю жизнь. Время образования спермиев составляет 70 дней.

Первичные половые клетки дают начало сперматогониям еще во внутриутробный период. Сперматогонии остаются в состоянии покоя, между ними возникают цитоплазматические мостики, через которые клетки обмениваются сигналами и питательными веществами. В период полового созревания сперматогонии начинают расти и увеличиваться в размерах, достигая при этом четырехкратного увеличения объема. На этом этапе увеличившиесяполовые клетки называют сперматоцитами I порядка. Затем сперматоциты I вступают в два последовательных деления мейоза, которые заканчиваются образованием гаплоидных клеток - сперматид. Сперматиды, в свою очередь, претерпевают процесс формирования, который называется

спермиогенез.

При спермиогенезе в клетках происходят некоторые цитологическиеизменения: удлиняется клеточное тело; ядро сдвигается к одному из полюсов клетки; хроматин уплотняется, гистоны замещаются на белки-

протамины, которые способствуют большей компактизации ДНК и полностью подавляют транскрипцию; видоизменяются центриоли, формируя две базальные пластинки, от которых отходит тонкое волоконце, в дальнейшем образующее осевую нить хвоста - акс-онему; формируется акросома; митохондрии образуют кольцо вокруг основания жгутика; большая часть цитоплазмы элиминирует за счет отделения ее кусков.

Хвост и центриоли представляют собой локомоторный аппарат сперматозоида.

Хвост совершает волнообразные движения винтового характера. Сперматозоид представляет собой мелкую гаплоидную клетку, основное назначение которой состоит в донесении отцовских генов до яйцеклетки.