Жаратылыстану факультеті
Жасушаның репарациялық жүйесі
жүктеу/скачать 2,07 Mb.
|
МГҚА. 15 лекция.
Квант 1-4
| Жасушаның репарациялық жүйесі. ДНҚ тізбегіндегі физикалық (иондаушы және ультракүлгін сәулелер) немесе химиялық мутагендердің әсері арқылы пайда болған мутациялық өзгерістердің және ДНҚ-ның қалыпты репликациясында пайда болған жаңылыстың арнайы ферменттер жүйесінің әсері арқылы бастапқы қалпына келуі репарация деп аталады. Микроорганизмді (Е.Соlі) зерттеуде ДНҚ молекуласы репарациясының үш негізгі механизмі белгілі болды: фотореактивация, эксцизиялық және пострепликациялық репарация.
1.Фотореактивация. Бактерияда ультракүлгін сәуле арқылы пайда болған тимин димерлерінің көзге көрінетін жарықтың (ультракүлгін, ультрафиолет) әсерінен ажырауы фотореактивация деп аталады. Тимин димерлері ДНҚ-ның құрылымын бұзады, нәтижесінде ДНҚ репликациясының өтуіне қиндық туады. Көк-күлгін жарық дезоксирибопиримидин-фотолиаза ферментін активтендіреді, нәтижесінде тимин димерлері бір-бірінен ажырап, A—Т араларындағы сутектік байланыс қалпына келеді. 2. Эксцизиялық репарация. ДНҚ репарациясының екінші механизмі — эксцизиялық репарация — жарықты керек етпейді, сондықтан оны кейде қараңғылық репарация деп атайды. Бұл репарация бірнеше ферменттердің көмегімен іске аса алады. Бірінші кезеңде эндонуклеаза ферменттері ДНҚ молекуласындағы мутациялық өзгерісті (мысалы, тимин димерлерін) тауып, оны үзеді (эксцизиялайды), мұның нәтижесінде ДНҚ тізбегінде тесік пайда болады. Енді ДНҚ-ның бос ұштарын экзонуклеаза ферменттері таниды, олар тізбекті ары қарай үзіп, тесікті кеңейтеді. Мысалы, тимин димерлерінен басқа 100-ге жуық басқа нуклеотидтер үзіледі. Полимераза ферменті мутациялық өзгерісі жоқ екінші тізбекті матрица ретіндө пайдаланып, жаңа тізбектің синтезін немесе үзілген фрагменттің екінші синтезін іске асырады. Соңғы кезеңде лигаза ферменті жаңа синтезделген тізбекті бастапқы тізбекпен жалғайды. Нәтижесінде ДНҚ молекуласы мутацияға дейінгі бастапқы қалпына қайтадан келеді. 3, Пострепликациялық репарация. Мұнда ДНҚ-ның қалпына келуі репликациядан кейін іске асады. Мысалы, жасушалық ДНҚ өзінің репликациясы кезінде мутагендік әсер алса, онда фотореактивация немесе эксцизия ферменттері мутациялық өзгерісті бұрынғы қалпына толық келтіре алмайды. Мутагендер әсерінен басқа ДНҚ репликациясының өз қателіктері болуы мүмкін. Шынында да, корректорлық түзетуге қарамай кейбір нуклеотидтер ДНҚ тізбегіне жаңылыс еніп кетуі мүмкін. Мұндайда репликация ары қарай жалғасады, бірақ полимераза өзгерісі бар бөлікке қарсы жаңа тізбекті синтездемей, «өткізіп» жібереді, нәтижесінде жаңа тізбекте тесік пайда болады. Алайда, дұрыс генетикалық информация бастапқы екінші тізбекте бар және бұл тізбек ДНҚ-ның жартылай консервативті автосинтезі принципіне сай жаңа тізбектерде сақталады. Міне осы тізбек үзіндісі полимераза тастап кеткен тесікті толтырады, яғни ДНҚ-ның гомологты молекуласы үзіндісінің алмасуы (орын ауыстыруы) өтеді, сондықтан мұндай репарация рекомбинациялық репарация деп аталады. Өзгерісі жоқ жаңа тізбек өз үзіндісінен айырылған, сондықтан оның өзінде тағы бір тесік пайда болады, бірақ оның комплементарлы тізбегі бар болғандықтан полимераза тесіктің орнына жаңа тізбекті оңай синтездейді. Сүтқоректілер жасушаларында репарациялық процестің өтетінін адамның кейбір генетикалық аурулары себебін талдау дәлелдейді. Мутантты ген гомозиготалы күйге ауысқанда дамитын пигменттік ксеродерма ауруы адамның күн сәулесіне, әсіресе ультракүлгін сәулесіне сезімталдығын жоғарылатады. Мұның нәтижесінде терінің рак ауруы дамуы мүмкін. Ауру адамда эксцизиялық репарация жүрмейді: ультракүлгін сәулесі әсерінен түзілетін тимин димерлері үзілмейді. Пигменттік ксеродермамен зақымданған фибробласт культурасына ультракүлгін сәулесін түсіргенде олардың тіршілік уақыты азаятыны белгілі болды. Сүтқоректілерде рекомбинациялық репарация жүйесі байқалатынын дәлелдейтін мәліметтер де бар. жүктеу/скачать 2,07 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|