У E. coli MutS сканирует ДНК. Ошибки (мисметчи) опознаются в силу того, что они индуцируют нарушения в правильной структуре двойной спирали.

Найдя ошибку, MutS изменяет конформацию, что закрепляет его на цепи ДНК,

-привлекает MutL

-образуется комплекс MutS -MutL, стабилизирующий связывание, белка MutS с

неспаренным основанием

- MutL взаимодействует с двумя белками MutH

-Белки МutН связываются с тетрануклеотидными

палиндромными сайтами GATC по обе стороны от мисметча

-MutH вносит однонитевой разрыв

в неметилированной цепи ДНК в пределах одного из сайтов (один из двух сайтов избирается случайно)

-хеликаза mutU (UvrD) расплетает двойную спираль

-одна из экзонуклеаз удаляет фрагмент ДНК от разрыва и до неспаренного нуклеотида (включая последний)

-Брешь (до нескольких тысяч оснований) застраивается ДНК полимеразой III в присутствии белков SSB.

-Одноцепочечный разрыв сшивается ДНК-лигазой.

NB!

У белка MutL не обнаружено ферментативной активности, хотя он взаимодействует с MutS и необходим для активации

МutН - эндонуклеазы, осуществляющей одноцепочечный разрыв ДНК.

Таким образом, комплекс MutS-MutL, собранный на участке ДНК с ошибочно спаренным нуклеотидом, стимулирует эндонуклеазную активность MutH.

хеликаза MutU = хеликаза II = тот же белок, что и UvrD

продукт гена mutU = uvrD = uvrE = recL

В зависимости от направления деградации в сторону неспаренного основания (в зависимости от расположения GATC-сайта по отношению к корректируемому нуклеотиду) в реакции принимает участие одна из однонитевых ДНК-экзонуклеаз:

Exo I (3'-экзо), Exo Х (3'-экзо), Exo VIII (3'- или 5'-экзо) или Rec J (5'-экзо).

По логике событий ошибочно включенный нуклеотид должен находиться в новосинтезированной цепи ДНК. Эта цепь опознается благодаря отсутствию Dam метилирования. MutH связывается только с неметилированной цепью ДНК и вносит разрыв именно в эту цепь

GATC Метилирование CTAG аденина

В эукариотических клетках также существует система коррекции ошибок репликации

Обнаружены гомологи MutS и MutL; гомолога MutH не обнаружено

гомологи MutS (MSH — MutS homolog) образуют два гетеродимерных комплекса

--MSH2-MSH6 (MutSα) узнает неспаренные нуклеотиды и короткие «инделы»

--MSH2-MSH3 (MutSβ) узнает длинные «инделы»

Гомологи бактериального белка MutS - белок GTBP человека

белок Msh6 дрожжей

Гомологи MutL - у человека MSH2-GTB

у S. cerevisiae –

гетеродимерные комплексы белков MLH

Уэукариот механизм распознавания новосинтезированной цепи не известен.

Уэукариот метилирование аденина не используется для маркировки цепей: белки эукариотической системы репарации мисметчей связанны с реплисомой и синтезирующимися цепями ДНК, т.е. срабатывают непосредственно во время репликации.

Возможно наличие разрывов в новосинтезированных цепях является опознавательным сигналом ?

2. Mut Y-зависимая система репарации

специфически ликвидирует последствия окислительных повреждений гуанина ( dGTP -> окисление -> 8-оксо-dGTP)

Если dGTP окисляется с образованием 8-оксо-dGTP, белок

MutT расщепляет последний, предотвращая его включение в ДНК.

Если же он все-таки включается напротив остатка С, то Fpg-гликозилаза (MutM) удаляет это модифицированное основание.

В том случае, когда 8-оксо-G остается в составе ДНК, в следующем раунде репликации он спаривается с А, и в итоге может произойти

трансверсия G-C -> T-A.

белок Mut Y действует - как ДНК-гликозилаза -> удаляет остаток A из некорректной пары

- как AP-лиаза вносит одноцепочечный разрыв по соседству с AP-сайтом.

Далее следуют процессы, вызываемые функционированием системы репарации BER.

Последовательность реакций с участием MutY также репарирует некомплементарные пары A-G и A-C с образованием соответственно пар

C-G и G-C.

А если не успели все починить а ДНК уже реплицируется?

Пострепликативная (рекомбинационная)

репарация

Путь осуществления репликации через тиминовый димер (или другое

препятствие) в составе матрицы получил название

пострепликативной (рекомбинационной) репарации.

Репликативная машина обычно

останавливается, встречая повреждения в составе матрицы. Возможно после остановки

брешь вилки репликация начнется снова после препятствия (с нового праймера)

Тогда напротив препятствия будет

брешь.

На место пробела путем гомологичной рекомбинации вставляется участок

сестринской молекулы ДНК. Пробел, оставшийся при этом в сестринской молекуле, легко заполняется ДНК- полимеразой.

Обход препятствия посредством смены матричных цепей - продолжение репликации с сохранением ошибки в одной из родительских цепей