ДНК деградация и репарация

Важная особенность принципа соответствия при химическом мутагенезе состоит еще в том, что закономерности перехода от чистой к смешанной системе при генетическом измерении в химическом мутагенном эксперименте совсем иные, чем в микрофизике. Генетическая форма сохраняет при измерении с помощью большинства химических мутагенов чистое состояние вплоть до момента, пока не образуется генетико-химическая валентная связь. После этого сразу возникает смешанное состояние, вызывающее деградацию нуклеотида, который после этого выбрасывается вместе с мутагеном. До образования такой валентной связи, несмотря на условия далеко идущего взаимодействия, генетическая структура остается в чистом состоянии. К этому восходят большие резервы регуляции нормального и мутагенного промежуточного состояния, а также возможность на этой почве известного вида репарации. [c.39]

О факторах, определяющих эффективность систем темновой репарации у разных организмов, известно мало. Представляется вероятным, что она зависит от числа молекул различных ферментов репарации, приходящихся на одну клетку. Среди других факторов можно назвать эффективность действия этих ферментов и степень деградации ДНК в точках повреждений. [c.490]

Тиминовые димеры вырезаются при помощи ферментов репарации. У Е. oli специфичная нуклеаза, вырезающая тиминовый димер, кодируется тремя генами, белковые продукты которых после ассоциации образуют активный комплекс, функционирующий при участии АТФ. Этот комплекс присоединяется к цепи ДНК и производит два разрыва на расстоянии семи нуклеотидов от 5 -конца тиминового димера и четырех нуклеотидов от З -конца этого же димера. После вырезания поврежденного олигонуклеотида однонитевый участок неповрежденной цепи защищается при помощи SSB-белка от непрограммируемой деградации. Заполнение бреши происходит при помощи ДНК-полимеразы I, синтезирующей короткие олигонуклеотидные фрагменты ДНК. Эти фрагменты затем при помощи ДНК-лигазы ковалентно присоединяются к цепи ДНК. Таким образом, полностью устраняются повреждения, и восстанавливается нативная двухцепочечная спираль ДНК. [c.454]

Гены гесВС кодируют две субъединицы экзонуклеазы V, чье действие ограничено другим компонентом пути. (В клетках гесЛ-мутантов фермент вызывает чрезмерную деградацию ДНК.) Функция гена re F неизвестна. Благодаря эффектам мутаций на рекомбинационную репарацию или рекомбинацию были идентифицированы и другие локусы гес. Некоторые из них супрессируют определенные гес-мутации. Как и в случае дополнительных локусов uvr, их не удалось связать с какими-то продуктами или функциями. [c.440]

Направленность переноса информации от НМЬили HMR к МАТ, но не в обратном направлении, возможно, также обусловлена меньшей компактностью структуры хроматина в области МАТ. Полагают, что ген НО кодирует эндонуклеазу, вносящую двуцепочечный разрыв между последовательностями Y и Z. Такой разрыв может возникать только в области МАТ и не возникает в идентичных последовательностях, локализованных в рамках HML и HMR. С образования двуцепочечного разрыва, вероятно, начинается собственно процесс переключения, в основе которого может находиться механизм, сходный с механизмом мейотической рекомбинации в рамках модели двуцепочечный разрыв-репарация (см. гл. 14). При деградации участка Y в области МАТ может возникать брешь, репарируемая за счет генной конверсии при участии последовательностей HML или HMR. [c.236]

По-видимому, существует глубокая аналогия репаративных механизмов клетки при эндоцитозе тканеспецифических НПК и апоптотических тел. Как уже упоминалось, в процессе старения и естественной деградации клетки (апоптоза) происходит ограниченное и организованное саморазрушение клеточных структур (в отличие от некроза) хроматин и цитоплазматический материал разделяются на компактные фрагменты, эти фрагменты обволакиваются прилежащим участком мембраны, при этом клетка распадается на так называемые апоптотические тела, которые поглощаются соседними клетками дифференцированной ткани по механизму эндоцитоза и частично используются для репарации этих клеток, в том числе для репарации хроматина. Встраивание экзогенных ДНК в хроматин клеток может происходить лишь при наличии разрывов полинуклеотидной цепи ДНК клетки-хозяина, которые обычно наблюдаются в поврежденных и стареющих клетках (Сьяксте, Будылин, 1992). В этом случае еще одним преимуществом применения природных тканеспецифических нуклеопротеиновых комплексов является то, что ДНК-компоненты этих комплексов содержат участки, гомологичные поврежденным участкам ДНК определенной дифференцированной ткани человеческого организма, так как они выделены из такой же, но молодой и здоровой ткани млекопитающих. [c.184]

Действие систем ремонта , репарации ДНК в любой клетке является необходимым условием нормального функционирования ее генетического аппарата. Этот процесс особенно важен для клеток долгоживущих, медленно обновляющихся популяций, классическим примером которых являются именно клетки нервной системы. Замечено, что прогрессивные нарушения функционирования нервных клеток в стареющем мозге человека и животных коррелируют с постепенным накоплением повреждений в их ДНК. При действии умеренных доз гамма-об-лучения в нейронах и глиальных клетках наблюдается стимуляция репаративного синтеза ДНК. Вместе с тем в нейронах мозжечка гамма-облучение /и vivo сопровождается накоплением каких-то нерепарируемых повреждений ДНК, которые в конце концов приводят к деградации ДНК и гибели нейронов. Очевидно, существует определенная пороговая доза повреждений, после которой системы репарации ДНК в клетках уже не способны справиться с их дезорганизующим действием. [c.12]

Согласно современным представлениям, существование комплексов, которые различаются между собой размером светособирающей антенны или способностью к восстановлению пула пластохинонов, связано с осуществлением так называемого цикла репарации ФСИ (Guenther, Melis 1990 Melis 1991), во время которого происходят деградация белка D1 РЦ ФСИ и его замена на вновь синтезированный. Этот цикл сопровождается изменениями пространственного расположения комплексов ФСИ а также их состава и функциональной активности, в результате чего пул комплексов ФСМ становится неоднороден (гетерогенен). [c.136]

Макрофагам отводится существенная роль в процессах репарации и заживления ран. Макрофаги принимают участие на всех этапах заживления ран, начиная с острого воспаления, с последующим усилением ангиогенеза, пролиферации эндотелиальных и мезенхимальных клеток и регуляцией синтеза и деградации внеклеточного матрикса. В самом начале процессов репарации макрофаги участвуют в удалении продуктов разрушения тканей за счет эндоцитоза и деградации лизосомными гидролазами, а затем с участием секретируемых нейтральных протеаз внеклеточная среда очищается от осколков клеток. M- SF в синергизме с другими стимуляторами индуцирует активность лизосомных гидролаз и секрецию нейтральных протеаз. Фагоцитоз частиц матрикса (фрагментов коллагена) индуцирует продукцию макрофагами IL-1 и PGEj, который в свою очередь индуцирует продукцию макрофагами коллагеназы. Кроме того, макрофаги раневого содержимого продуцируют TGF-a, PDGF, которые индуцируют синтез тканевых ингибиторов нейтральных протеиназ [8, 105]. [c.167]

Важнейшая роль в репаративных процессах, а также и в развитии фиброза (склероза) принадлежит ТФР-р. Этот цитокин стимулирует синтез и подавляет деградацию белков межклеточного матрикса — коллагена, фибронектина, лами-нина, гликозамингликанов. ТФР-р стимулирует также экспрессию интегринов, регулирующих образование макроструктур межклеточного матрикса и связей между матриксом и клетками (см. гл. 18). Таким образом ТФР-(3 обеспечивает накопление межклеточного матрикса, необходимое при пролиферации и миграции клеток, для образования тканей и специализированных многоклеточных структур как в норме, так и при патологии, в том числе при репарации повреждений тканей. При хроническом действии повреждающих факторов происходит гиперпродукция ТФР-(3, и процесс заканчивается избыточным накоплением межклеточного вещества, т. е. фиброзом. [c.417]

Как и все структуры организма, межклеточный матрикс хотя и медленно, но постоянно обновляется. В норме в матриксе могут возникать отдельные очаги повреждения (например, в результате гликирования или случайного протеолиза), объем которых соизмерим с размерами молекул матрикса. Картину репарации локального повреждения базальной мембраны можно представить так. Поскольку базальная мембрана реагирует на воздействия кооперативно, повреждение даже единичных молекул может вызвать нарушение трехмерного ансамбля базальной мембраны в некотором пространстве вокруг повреждения. В зоне нарушения активируются металлопротеиназы, которые находятся в матриксе в латентном состоянии. Происходит деградация поврежденных и неправильно ориентированных молекул вследствие этого нарушаются связи между базальной мембраной и интегринами. Интегрины замечают нарушение и передают сигнал в клетку, которая отвечает усилением синтеза и секреции компонентов матрикса. Возможна также стимуляция синтеза в результате освобождения связанных с матриксом молекул ТФР-(3. Базальная мембрана с нативной трехмерной структурой, граничаш ая с местом повреждения, служит матрицей для сборки новой мембраны, замеш аю-ш ей поврежденную. Поскольку формирование трехмерной структуры базальной мембраны происходит путем самосборки и в объединении компонентов мембраны участвует множество слабых связей, то неизбежны ошибочные соединения, образование неправильных структур (механизм проб и ошибок, как и при образовании пространственной структуры белковой молекулы). Неправильные (ошибочные) структуры также разрушаются протеиназами, и попытка самосборки повторяется. Протеиназы удаляют также и избыточные молекулы, не нашедшие себе места во вновь образуюш ейся базальной мембране. [c.449]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология