ФГБОУ ВО Костромская ГСХА
Факультет ветеринарной медицины и зоотехнии
Кафедра частной зоотехнии, разведения и генетики
Дисциплина: «Генетика и биометрия»
РЕФЕРАТ
«Механизм репарации ДНК»
Работу выполнил(а)
студентка 525 группы,
Бучка Ирина Леонидовна
Проверил: доцент Белокуров С.Г
КАРАВАЕВО 2016
Содержание
Введение………………………………………………………………………………………………………………..3
Репарация…………………………………………………………………….………………………………………..4
История открытия……………………………………………….………………………………………………...4
Источники повреждения ДНК:
Ультрафиолетовое излучение…………………………………………………………………...5
Радиация…………………………………………………………………….…………………………..….8
Химические вещества……………………………………………………….……………………….8
Ошибки репликации ДНК……………………………………………………………………….… 8
Апуринизация………………………………………………………………………………………..…..9
Дезаминирование….……………….………………………………………………….………….… 9
Устройство системы репарации:
ДНК-хеликаза…………………………………………………………………………………….….….10
экзонуклеаза………………………………………………………………………………………….…11
ДНК-полимераза…………………………………………………………………………………..….11
ДНК-лигаза……………………………………………………………………………………..…..……14
Типы репарации:
Прямая репарация………………………………………………………………………………..…15
Эксцизионная репарация…………………………………………………………………..……15
Пострепликативная репарация…………………………………………………………….…15
Mismatch ……………………………………………………………………………………………….…16
SOS-репарация.……………………………………………………………………………………..…17
Механизм………………………………………………………………………………………………………….…17
Световая репарация ДНК……………………………………………………………………...…19
Темновая репарация ДНК……………………………………………………………….…...….20
Как устроена система репарации………………………………………………………………………..20
Структура дополнительных механизмов …………………………………………………….....…21
Кто отвечает за механизм восстановления …………………………………………………..…..21
Чем опасно повреждение ДНК ………………………………………………………………………..…22
Гомологичная рекомбинация ………………………………………..…………………………………..22
Механизм восстановления и здоровье организма.……………………………………………22
Заключение ………………………………………………………………………………………………………...23
Список литературы…………………………………………………………………………………………..….24
Введение
Вся информация о строении и функционировании любого организма содержится в закодированном виде в его генетическом материале, основу которого у подавляющего числа организмов составляет ДНК. Роль ДНК заключается в хранении и передаче генетической (наследственной) информации в живых организмах. Чтобы эта информация могла передаваться от одного поколения клеток (и организмов) к другому, необходимо её точное копирование и последующее распределение её копий между потомками. Процесс, с помощью которого создаются копии молекулы ДНК, называется репликацией. Перед тем как разделится, клетки с помощью репликации создают копию своего генома, и в результате клеточного деления в каждую дочернюю клетку переходит одна копия. Благодаря этому, генетическая информация, содержащаяся в родительской клетке, не исчезает, а сохраняется и передаётся потомкам. В случае многоклеточных организмов передача этой информации осуществляется с помощью половых клеток, образующихся в результате мейотического деления и также несущих копию генома (гаплоидного). Их слияние приводит к объединению двух родительских геномов в одной клетке (зиготе). Из неё развивается организм, клетки которого несут генетическую информацию обоих родительских организмов. Таким образом, основное значение репликации заключается в снабжении потомства генетической информацией. Для обеспечения стабильности организма и вида ДНК должна реплицироваться полностью и с очень высокой точностью, что обеспечивается функционированием определённого набора белков. Замечательной особенностью ДНК является то, что она несёт гены кодирующие эти белки, и, таким образом, информация о механизме её собственного удвоения закодирована в ней самой.
Репарация (от лат. reparatio — восстановление) — особая функция клеток, заключающаяся в способности исправлять химические повреждения и разрывы в молекулах ДНК, повреждённой при нормальном биосинтезе ДНК в клетке или в результате воздействия физических или химических агентов. Осуществляется специальными ферментными системами клетки. Ряд наследственных болезней (напр., пигментная ксеродерма) связан с нарушениями систем репарации.
История
открытия
Однонитевое и двунитевое повреждения ДНК
Начало изучению репарации было положено работами Альберта Кельнера (США), который в 1948 году обнаружил явление фотореактивации — уменьшение повреждения биологических объектов, вызываемого ультрафиолетовыми (УФ) лучами, при последующем воздействии ярким видимым светом (световая репарация).
Р. Сетлоу, К. Руперт (США) и другие вскоре установили, что фотореактивация — фотохимический процесс, протекающий с участием специального фермента и приводящий к расщеплению димеров тимина, образовавшихся в ДНК при поглощении УФ-кванта.
Позднее при изучении генетического контроля чувствительности бактерий к УФ-свету и ионизирующим излучениям была обнаружена темновая репарация — свойство клеток ликвидировать повреждения в ДНК без участия видимого света. Механизм темновой репарации облученных УФ-светом бактериальных клеток был предсказан А. П. Говард-Фландерсом и экспериментально подтвержден в 1964 году Ф. Ханавальтом и Д. Петиджоном (США). Было показано, что у бактерий после облучения происходит вырезание поврежденных участков ДНК с измененными нуклеотидами и ресинтез ДНК в образовавшихся пробелах.
Системы репарации существуют не только у микроорганизмов, но также в клетках животных и человека, у которых они изучаются на культурах тканей. Известен наследственный недуг человека — пигментная ксеродерма, при котором нарушена репарация.
Томас Линдаль, Азиз Шанкар и Пол Модрич получили Нобелевскую премию по химии 2015 года за исследования в области изучения методов репарации ДНК.