Репарация однонитевых и двойных разрывов ДНК

Наименование: Дефекты репарации днк

Дефекты репарации днк

Репарация

Системы репарации

  • Темновая (фотореактивация): удаляются УФ-индуцированные ковалентные связи между смежными основаниями ДНК.
  • Эксцизионная: удаляет неправильно спаренные или повреждённые основания из ДНК с в последствиидующим синтезом новой в последствиидовательности по неповреждённой цепи. Состоит из 5 этапов, контролируемых множеством генов, кодирующих участвующие в репарации ферменты (эндонуклеазы, экзонуклеазы, ДНК-полимераза, ДНК-лига-за): распознавание дефекта, рассечение повреждённого участка, удаление ложного олигонуклеотида, синтез ДНК с использованием комплементарной цепи как матрицы, лигирование. Дефекты эксцизионной репарации регистрируют при пигментной ксеродерме, синдроме Коккёйна, трихотиодистрофии.
  • Рекомбинационная: для восстановления одной хромосомы используется материал гомолога. Дефекты рекомбинационной репарации регистрируют при синдроме Блума.
  • Гены, участвующие в репарации ДНК

  • 126380, ген ERCC1, 19ql3.2—19ql3.3. До настоящего времени его клиническое значение неясно; совместно с белками ХРА и XPF(продукт гена ERCC4) участвует в процессах распознавания и вырезания дефектного участка ДНК.
  • 126340, ген ERCC2, 3. Кодирует геликазу с неясными функциями; мутации вызывают пигментную ксеродерму типа D.
  • 133510, ген ERCC3, 2q21. Кодирует геликазу репарации ДНК; всевозможные мутации вызывают пигментную ксеродерму типа В, комплекс пигментной ксеродермы и синдрома Коккёйна, трихотиодистрофию.
  • 133530, ген ERCC5, 13q32—13q32, 13q33—13q33. Мутации вызывают комплекс пигментной ксеродермы и синдрома Коккёйна типа А.
  • Дефекты репарации днк

    Репарация

    Читайте также: 

    Системы репарации

  • Темновая (фотореактивация): удаляются УФ-индуцированные ковалентные связи между смежными основаниями ДНК.
  • Эксцизионная: удаляет неправильно спаренные или повреждённые основания из ДНК с последующим синтезом новой последовательности по неповреждённой цепи. Состоит из 5 этапов, контролируемых множеством генов, кодирующих участвующие в репарации ферменты (эндонуклеазы, экзонуклеазы, ДНК-полимераза, ДНК-лига-за): распознавание дефекта, рассечение повреждённого участка, удаление ошибочного олигонуклеотида, синтез ДНК с использованием комплементарной цепи как матрицы, лигирование. Дефекты эксцизионной репарации регистрируют при пигментной ксеродерме, синдроме Коккёйна, трихотиодистрофии.
  • Рекомбинационная: для восстановления одной хромосомы применяется материал гомолога. Дефекты рекомбинационной репарации регистрируют при синдроме Блума.
  • Гены, участвующие в репарации ДНК

  • 126380, ген ERCC1, 19ql3.2—19ql3.3. До настоящего времени его клиническое значение неясно; совместно с белками ХРА и XPF(продукт гена ERCC4) участвует в процессах распознавания и вырезания дефектного участка ДНК.
  • 126340, ген ERCC2, 3. Кодирует геликазу с неясными функциями; мутации вызывают пигментную ксеродерму типа D.
  • 133510, ген ERCC3, 2q21. Кодирует геликазу репарации ДНК; различные мутации вызывают пигментную ксеродерму типа В, комплекс пигментной ксеродермы и синдрома Коккёйна, трихотиодистрофию.
  • 133530, ген ERCC5, 13q32—13q32, 13q33—13q33. Мутации вызывают комплекс пигментной ксеродермы и синдрома Коккёйна типа А.
  • . 133540, ген ERCC6(CKN2), lOql l-10q21. Мутации вызывают синдром Коккёйна типа В.

    См. также Атаксия-телеангижтазия, Ксеродерма пигментная. Синдром Блума (nl), Синдром Коккёйна, Трихотиодистрофия (п1)

    Гомологичная рекомбинация.

    Точная репарация путем гомологичной рекомбинации происходит при облучении клетки в конце Б-периода и в периоде С2, т.е. при разрыве той части молекулы ДНК, которая уже реплицировалась, так что для нее имеется неповрежденный аналог. Но может быть использована и другая, неповрежденная молекула ДНК, имеющая гомологичную последовательность оснований. Один конец разорванной нити ДНК встраивается в неповрежденный гомолог, на котором, как на матрице, проходит синтез недостающих участков нитей ДНК. Новые части затем «подшиваются» лигазами к основной части молекулы ДНК (рис. , б).

    Лекция: Репарация генетического материала, её биологическое значение, механизм и системы

    Это также может быть использовано для восстановления исходной структуры поврежденной молекулы.

    В процессе эволюции появилось много различных клеточных молекулярных механизмов, ответственных за репарацию ДНК. В основном это различные ферменты и их комплексы. Часть из них участвует также в репликации. Особо опасны повреждения генов, которые кодирую такие ферменты. Это приводит к утрате того или иного репарационного механизма. В этом случае в клетках происходит более быстрое накопление повреждений и мутаций. Нередко это служит причиной возникновения бесконтрольно делящихся клеток, т. е. появления опухолей.

    С другой стороны, если повреждения ДНК особенно сильны, то в клетках включается механизм самоуничтожения (апоптоза). Таким образом к делению такие клетки не допускаются, а значит следующее поколение не будет содержать значительные повреждения ДНК.

    Ошибки в структуре ДНК могут возникать на различных этапах ее существования (во время синтеза, в пред- и постсинтетические периоды), по разным причинам (случайно, под действием химически активных веществ, радиации и др.). Также изменения бывают разными (потеря химической группы нуклеотида или присоединение дополнительной, замена нуклеотида на другой, установление химической связи между двумя соседними нуклеотидами, разрыв цепи, потеря участка и др.). В связи с таким разнообразием существует трудность классификации репарационных механизмов. Часто их делят на те, которые происходят во время репликации, сразу после нее и в течение остального жизненного цикла клетки. Ниже перечислены наиболее изученные причины изменения структуры ДНК и способы репарации.

    Следует иметь в виду, что не все ошибки исправляются, относительно мелкие и не критичные могут передаваться следующему поколению клеток и организмов. Их нельзя назвать повреждениями, скорее — мутациями. Большинство мутаций вредны, однако те, что нейтральны или полезны в данных условиях окружающей среды, служат материалом для эволюции. Таким образом несовершенство механизмов репарации ДНК обеспечило разнообразие жизни на нашей планете.

    Читайте также:  Жировик (липома) - причины и методы лечения