Відновлення ДНК

Пошкодження ДНК може бути викликано різними причинами, такими як УФ-промені. Потім ця шкода завдається різноманітними механізмами Відновлення ДНК фіксовано, щоб наступний біосинтез білка, необхідний для всіх процесів в організмі, міг безперебійно працювати.

Що таке відновлення ДНК?

ДНК складається з подвійної ланцюга і постійно розмножується. Цей процес відомий як реплікація ДНК. Це може призвести до помилок, які потрібно виправити. Але це лише одна причина можливого пошкодження ДНК. ДНК також може бути пошкоджена зовнішніми впливами, такими як УФ-промені. Потім це призводить до мутацій, які впливають на вироблені білки. Вони втрачають свою функцію або стають занадто активними, вони більше не можуть дістатися до місця призначення в клітині, або вони вже не можуть бути розбиті клітиною, коли білок більше не потрібен.

Існують різні механізми відновлення ДНК. Який механізм набуває чинності, залежить від типу пошкодження ДНК. Це може бути ремонт одинарного або подвійного обриву нитки або ремонт окремих основ.

Ремонт здійснюється ферментами, які знову збирають ДНК, якщо вона руйнується. Це лігази. Обмін основ здійснюється рекомбіназами та полімеразами. ДНК-гелікази використовуються для розмотування ДНК. Вони готують уражені ділянки ДНК до ремонту.

Функція та завдання

Якщо ДНК порушиться, можуть вступити в дію різні механізми відновлення. Ці механізми відомі як гомологічна або негомологічна рекомбінація.

Рекомбінації відбуваються не тільки у випадку пошкодження ДНК, але і при розмноженні, коли ДНК обох партнерів рекомбінується і утворюється ембріон. Потім ця рекомбінація називається сексуальною рекомбінацією. У гомологічній рекомбінації для видалення пошкодження ДНК два подібних, гомологічних ланцюга ДНК приєднані одна до одної. Потім нитки ДНК спарюються і певний сегмент ДНК обмінюється між двома ланцюгами. Тим часом формується так звана «структура свята» ДНК. Цей процес обміну здійснюється спеціальними ферментами, рекомбіназами.

Розрив може статися і через пряме з'єднання двох кінців ДНК. У цьому випадку не існує гомологічної послідовності, а це означає, що проміжок у ДНК між двома кінцями повинен бути заповнений, щоб створити відсутню гомологічну область. Це називається "синтез залежним відпаленням нитки" і ДНК-полімерази заповнюють прогалини.

Ще один варіант ремонту - скоротити два кінці, поки вони не зможуть знову вкластись, щоб ділянки з'єдналися між собою. Це "відпал однієї нитки". В результаті втрачаються короткі ділянки ДНК. Цей ремонт проводиться системою відновлення нуклеотидного висічення.

Негомологічні процеси відновлення здійснюються незалежно від відповідності послідовностей ДНК. Розрізняють два основні ремонти."Негомологічне кінцеве приєднання" безпосередньо пов'язує дві подвійні ланцюги ДНК, використовуючи фермент-лігазу. Порівняно з іншими згаданими процесами, цей ремонт не потребує гомологічної послідовності, яка служить орієнтиром, щоб у ДНК після ремонту траплялося якомога менше помилок.

Інша послідовність відновлення ДНК - це "опосередковане мікрогомологією кінцеве з'єднання". Це призводить до видалення, видалення ділянок ДНК. Тут також не використовується посібник. Цей ремонт дуже схильний до помилок і часто є причиною розвитку мутацій.

Ви можете знайти свої ліки тут

Хвороби та недуги

Несправне відновлення ДНК спричиняє безліч захворювань, специфічний характер яких залежить від того, яка область ДНК та які гени впливають на ці дефекти. Одна група таких захворювань відома як синдром розриву хромосом. У процесі розривів ДНК, які запаковані в хромосоми, не виправляються належним чином, і ці розриви також трапляються частіше, ніж зазвичай.

Цей тип стану є спадковим. Добре відоме захворювання цієї групи - синдром Вернера. Це аутосомно-рецесивне захворювання, тобто мутація, що викликає це захворювання, знаходиться на одній з аутосом, одній із хромосом (виключаючи статеві хромосоми). Він рецесивний, впливає на фенотип рідше, ніж мутація домінантного гена. Синдром Вернера в основному вражає мезодермальну тканину. Уражена людина старіє швидше після статевого дозрівання.

Ще одне захворювання з категорії синдрому хромосомного розриву - синдром Луї-Бар. Це також аутосомно-рецесивне захворювання. Існує велика кількість різних симптомів, пов’язаних з цим станом. Це можна пояснити тим, що впливає ген, який розпізнає пошкодження ДНК, спричинені УФ-променями, а також бере участь у регуляції відновлення ДНК. Зустрічаються неврологічні дефекти та порушення імунної системи. Результатом цього є ряд інших захворювань, таких як пневмонія.

Крім того, хвороба Xeroderma pigmentosum - це захворювання, яке можна віднести до цього класу. Це шкірне захворювання. Постраждалі люди також відомі як діти місячних. На дефекти впливають гени, які кодують ферменти в механізмі відновлення ДНК. Шкіра порушується УФ-випромінюванням, що призводить до розвитку пухлин шкіри. Постраждалим доводиться уникати денного світла, що впливає на весь ритм життя.