Мир науки

Рефераты и конспекты лекций по географии, физике, химии, истории, биологии. Универсальная подготовка к ЕГЭ, ГИА, ЗНО и ДПА!

Загрузка...

Под воздействием химических, физических и других факторов внешней среды в молекулах ДНК могут происходить различные повреждения, связанные, главным образом, с нарушением процессов репликации, разрывом молекул ДНК и т.д., что приводит к серьезным последствиям.

 

 

Так, ультрафиолетовое (УФ) облучение в больших дозах оказывает летальное, а в малых - антимитотическое и мутагенным действием. При этом в молекуле ДНК возникает ряд изменений, например:

 

а) окислительное дезаминирование азотсодержащих пуриновых и пиры-мидинових оснований, входящих в состав ДНК. Так, цитозин превращается в урацил, аденин - на 6-гидроксипурин, гуанин - на 2,6-ди-гидроксипурин, что нарушает процесс комплементарности (урацил становится комплементарным аденина, а образованные производные аденина и гуанина - цитозина), что в дальнейшем приводит к нарушению в структуре закодированного белка;

 

б) между двумя рядом расположенными остатками тимидиловои кислоты в одной цепи ДНК, или между ее цепями, в результате реакции фотодимеризации молекулы тимина образуют димеры - двойные тимин кольца с образованием между ними 5,6-циклобутанового кольца. Между Дымер возникают ковалентные связи, которые нарушают стерические условия, необходимые для репликации ДНК, то есть возникают препятствия при репликации ДНК;

 

в) возможно появление участков локальной денатурации ДНК (различия цепей), которые также препятствуют репликации.

 

В процессе эволюции в клетках живых организмов образовались определенные механизмы репарации (восстановления) поврежденной ДНК. В клетке существует система репарационных ферментов, функция которых заключается в устранении повреждений в генетическом материале.

 

Один из процессов репарации, что происходит вследствие действия света, называют фотореактивации. Существует фермент (ДНК-фотолаза), которая, присоединяясь к хромофора, поглощает видимый свет, доставляя необходимое для осуществления реакции энергию. Фермент специфически взаимодействует с тиминових диммером, расщепляя его на мономеры. При этом восстанавливаются водородные связи между освобожденными двумя тем-нами и аденина в комплементарных полинуклеотидных цепях ДНК. Функция ДНК восстанавливается примерно на 90-95%.

 

Другой изучен процесс репарации, который не зависит от наличия света, получил название темновой репарации или эксцизионной (от лат. Excisio - вырезание). В этом случае удаляются поврежденные участки с участием целого комплекса ферментов. Так, специфическая эндон-клеаза распознает повреждения и надрезает цепь ДНК вблизи тем-нового димера. Другой фермент (УФ-эндонуклеаза) вырезает олигонук-леотид, содержащий тиминових димер, ДНК-полимераза I или II заполняют образован прорыв путем замещения тимидиловимы нук-леотидамы. Фермент ДНК-лигаза образует фосфодиефирний связь между новосинтезированные фрагментом и остатком молекулы ДНК.

 

Если повреждение охватывают оба цепи ДНК, то указанные повреждения не могут быть ликвидированы системами репарации, поскольку застройка прорыва требует наличия матрицы - непошко-утвержденного цепи ДНК.

 

С помощью темновой репарации может происходить исправление большинства потенциально летальных нарушений генома. Так, у бактерий она может устранять разрывы полинуклеотидных цепей ДНК, вызванные действием рентгеновских лучей; удалять сшивки пуриновых оснований в ДНК, вызванные действием иприта.

 

Таким образом, системы репарации повышают стабильность носителя наследственной информации - ДНК.

 

Некоторые наследственные заболевания человека связаны с дефектами в репарации повреждений ДНК, например, пигментная ксеродерма. Больные ксеродерму чрезвычайно чувствительны к солнечному свету, у них часто возникает рак кожи. Доказано, что эта болезнь кожи в одних больных связана с инактивацией УФ-эндонуклеазы, в других - клетки не способны репаруваты ДНК, которые имеют одиночные разрывы, в связи с отсутствием, вероятно, ДНК-полимеразы I.



Загрузка...
Загрузка...
Реферати і шпаргалки на українській мові.
Биология      Физика      Химия      Экономика     География
Микробиология      Теоретическая механика     География Белоруссии    География Украины    География Молдавии
Растительность мира      Электротехника    География Грузии    География Армении    География Азербайджана
География Казахстана    География Узбекистана    География Киргизии    География Туркменистана    Природоведение
География Таджикистана    География Эстонии