7. Прямая репарация тиминовых димеров
УФ способствует димеризации по двойным связам соседних тиминов. Они мешают работе полимераз и процессу репликации.
Варианты репарации:
Фотореактивация ДНК-фотолиазой. Фермент (дезоксирибозопиримидинфотолиаза) использует кванты света из синей и фиолетовой части спектра для их активации, разрезает связь между пиримидинами
Темновая репарация. Эндонуклеаза вырезает поврежденный участок, а полимераза синтезирует правильную структуру. лигаза вшивает новый участок в цепочку.
Пигментная ксеродерма - УФ -> рак кожи. Снижена интенсивность фотореактивации тиминовых тимеров из-за нарушенной репарации.
Эндонуклеазы, в оличие от экзонуклеаз расщепляют нуклеиновые кислоты не с конца, а в середине.
8. Гликозилазы, эксцизионная репарация, ферменты.
Эксцизия - вырезание поврежденных нуклеотидов.
Фермент |
Свойства |
Эндонуклеазы |
Гидролизуют фосфодиэфирную связь внутри одной из цепей ДНК, внося ОНР |
Экзонуклеазы |
Удаляют нуклеотиды по одному с 3’ или 5’конца полинуклеотидной цепи |
ДНК-полимеразы |
Заполняют бреши после эндонуклеаз |
ДНК-лигаза |
Восстанавливает разорванную фосфодиэфирную связь |
ДНК-хеликазы |
Расплетают цепи ДНК |
ДНК-гликозилазы |
Удаляют поврежденное основание с образованием АП-сайта |
Гликозилазы адресно узнают поврежденные основания и удаляют их, разрезая гликозидную связь между сахаром и нуклеотидом. При этом позникает АП-сайт (апуриновый/апиримидиновый)
Эксцизионная репарация:
вырезание оснований
вырезание нуклеотидов
репарация неспаренных оснований
Механизм:
ДНК гликозилаза удаляет поврежденное основание, и возникает АП-сайт
АП-сайт узнается АП-эндонуклеазой, она вносит в нить ДНК разрыв (разрезает фосфодиэфирный остов ДНК рядом с АП-сайтом)
Фосфодиэстераза отщепляет от ДНК сахарофосфатную группу, к которой не присоединено основание
ДНК-полимераза I инициирует репаративный синтез:
5’-3’эндонуклеазная активность удаляет часть цепи, полимеразная - достраивает по матрице (следовательно, разрыв смещается). Брешь размеров в 1 н. застраивается ДНК-полимеразой, и концы ДНК соединяются ДНК-лигазой.
Виды исправляемых повреждений:
Окисленные основания, в том числе 8-оксигуанин, который спаривается с А)
Дезоксиурацил
Продукты алкилирования оснований (например 3meA)
Спонтанно возникающие АП-сайты
Гликозилазы выворачивают модифицированное основание наружу и отщепляют его от сахаро-фосфатного остова. Сущесвует много ДНК-гликозилаз, которые адресно узнают различные повреждения.
Прокариоты:
Белковый комплекс UvrA-2UvrB-UvrC (эксисома) узнает поврежденный участок (димер), присоединяется к нему и вносит два однонитевых разрыва с обеих сторон от димера
Короткий фрагмент длиной в 12 нуклеотидов расплетается с помощью хеликазы (UvrD) и отсоединяется
Образовавшаяся брешь длиной 12 нуклеотидов застраивается ДНК-полимеразой I(репаративный синтезДНК).
Лигаза соединяет концы.
Эукариоты:
Повреждения узнаются комплексом белков/РНК-полимеразой
комплексы XPC+hHR23B вызывают локальную денатурацию гистоновых белков
XPA стабилизирует комплекс и привлекает новые белки
XPB+XPD расширяют денатурированный участок
XPG (эндонуклеаза) вносит 3`-разрыв.
В случае РНК-полимеразы: в процессе транскрипции она останавливается, а ферменты узнают задержаннй комплекс и процессируют его.