13. Прямая репарация оснований.

В случае прямой репарации восстановление исходной структуры ДНК происходит в одну стадию.

Фотореактивация

В этом типе репарации ключевая роль принадлежит ферменту – фотолиазе. Фотолиаза, активированная светом, распознает тимидиновый димер в ДНК, образует с ним комплекс и разрывает возникшие между пиримидиновыми кольцами ковалентные связи.

После этого фотолиаза теряет сродство к ДНК и отделяется. Структура ДНК восстановлена.

Репарация алкилированных оснований

Данную репарацию осуществляет метилтрансфераза. Этот фермент удаляет метильные или этильные группы с модифицированных оснований и благодаря этому восстанавливает исходную структуру ДНК:

Метилтрансфераза, переносит метильную или этильную группу на один из своих остатков цистеина, при этом фермент инактивируется.

Репарация одноцепочечных разрывов ДНК

Репарацию одноцепочечных разрывов осуществляет ДНК-лигаза. Она соединяет разорванные цепи в молекуле ДНК.

Репарация АР-сайтов

Образовавшиеся в результате удаления пурина АР-сайты могут быть залечены ферментами инсертазами.

Эти ферменты могут встраивать в брешь, присоединив к дезоксирибозе, такое же основание, какое было до поражения. В результате структура ДНК восстанавливается.

14.Механизмы эксцизионной репарации днк (эксцизия нуклеотидов, оснований).

В результате эксцизионной репарации, вначале поврежденные участки удаляются из цепи ДНК, а затем происходит восстановление исходной структуры ДНК.

Различают два варианта эксцизионной репарации:

Вариант 1

В этом варианте эксцизионной репарации важную роль играют особые ферменты – гликозилазы. Гликозилазы способны узнавать поврежденные основания и разрывать гликозидные связи между модифицированным азотистым основанием и дезоксирибозой. В результате их действия образуются АР-сайты. На следующей стадии АР-сайт узнается АР-эндонуклеазой, которая делает разрыв в цепи молекулы ДНК. Далее в работу включается фосфодиэстераза. Этот фермент удаляет сахарофосфатную группу. В появившуюся брешь в цепи ДНК размером в один нуклеотид ДНК-полимераза встраивает недостающий нуклеотид, комплементарный азотистому основанию противоположной цепи. И на последней стадии ДНК-лигаза соединяет разрыв цепи ДНК. В итоге повреждение устранено.

Вариант 2

В этом варианте эксцизионной репарации происходит удаление протяженных участков ДНК. Процесс можно разделить на четыре стадии:

1) распознавание поврежденного участка ДНК;

2) внесение одноцепочечных разрывов ДНК по обеим сторонам

поврежденного участка и его удаление;

3) заполнение образовавшейся бреши с помощью ДНКполимеразы;

4) лигирование одноцепочечного разрыва ДНК.

15. Репарация ошибок репликации днк (мисмэтч репарация).

Несмотря на то, что ДНК-полимераза обладает корректирующей активностью, репликация не абсолютно точна, и во время репликации ДНК происходят ошибки спаривания, в результате которых в дочернюю цепь ДНК оказываются включенными нуклеотиды, некомплементарные нуклеотидам материнской цепи. Поскольку ошибки возникают на дочерней цепи, система репарации только на ней должна проводить замену некомплементарных оснований. С целью распознавания материнской и дочерней цепей ДНК система репарации использует различие в их структуре. В материнской цепи ДНК часть азотистых оснований аденина метилирована, в то время как в дочерней цепи сразу после репликации они еще не метилированы. И только через некоторое время после окончания репликации метилазы присоединяют метильные группы к аденинам в последовательностях ГАТЦ. Пока они остаются неметилированными, система репарации распознает дочернюю цепь и исправляет ошибки.

16. SOS-репарация.

SOS-репарация используется, когда повреждений в ДНК становиться настолько много, что клетка может погибнуть. Степень индукции данного типа репарации пропорциональна количеству повреждений в ДНК. При небольшом числе повреждений увеличивается число репаративных белков, при большем числе повреждений приостанавливается деление клетки и индуцируется синтез еще большего числа репаративных белков.

При еще большем числе повреждений в клетке синтезируются белки, которые способствуют ДНК-полимеразе осуществлять синтез дочерней цепи ДНК, используя в качестве матрицы дефектные звенья материнской цепи. В связи с этим в дочерней цепи ДНК появляется много ошибок.

Благодаря SOS-репарации происходит удвоение ДНК, и клетка может разделиться. Дочерние клетки выживут, если жизненно важные функции, закодированные в ДНК, сохраняться, если же нет – погибнут.