Репарации реакция

ДНК-лигазы — ферменты, катализирующие репарацию одноцепочечного разрыва, который обычно возникает под влиянием эндонуклеаз. Поэтому ДНК-лигазы называют еще исшивающими ферментами. Лигазы обнаружены в самых различных клетках, в том числе и в клетках, зараженных вирусами. Под влиянием этих ферментов образуются фосфодиэфирные связи между свободным 5 -фосфатным концом олнго- или полинуклеотида и З -гидроксильной группой соседнего олиго- или полинуклеотида. Скорее всего реакция протекает с обязательным образованием промежуточного комплекса лигазы с АМФ. Например, в клетках кишечной палочки такой комплекс образуется при взаимодействии лигазы с НАД, а в клетках млекопитающих такой комплекс образуется при взаимодейЛвии лигазы с АТФ. Предположительно схему действия ДНК-лигаз можно показать так (рис. 13) Катализируемые ДНК-лигазой ре- [c.51]

Количественные рассмотрения исключают возможность, что новый сигнал в головках спермиев связан просто с облучением присутствовавших 1—10% цистеамина. Тот факт, что этот новый радикал, идентифицированный как —S, появляется медленно, указывает, что он образуется в реакциях, возникающих после облучения, поэтому не может образоваться за счет облучения цистеамина. Данные ЭПР совместно с наблюдавшимся предупреждением образования сшивок цистеамином показывают, что происходит процесс репарации [c.305]

Реакция репарации, подобная наблюдавшейся в ДНК, возникает также и в белках. При облучении сухого салмина получается типичный радикал, остающийся неизменным в течение многих дней при комнатной температуре в отсутствие кислорода. Если салмин смешан с цистеамином, то при стоянии характерный спектр облученного белка медленно исчезает и возникает новый спектр типа S (рис. 5). Реакция R + PSH->-RH + [c.305]

Та же самая реакция дезаминирования превращает цитозин в урацил. Однако у Е. соИ есть фермент урацил-ДНК-гликозидаза, удаляющий остаток урацила из ДНК (см. гл. 32). В результате остается неспаренный остаток G, и система репарации по правилам обычного спаривания включает цитозин. Вероятно, эта система достаточна для защиты ДНК от последствий спонтанного дезаминирования (хотя и недостаточна для защиты от мутагенного действия азотистой кислоты см. рис. 2.17). Но в случае дезаминирования 5-метилцитозина получается тимин, который является обычным компонентом ДНК. В этих условиях система репарации бездействует, и в результате возникает мутация. [c.40]

Некоторые другие добавки, например содержащие лабильные Н-атомы сульфгидрильные соединения цистеамин и цистеин, также защищают от радиационных повреждений. Механизм их действия, по-видимому, заключается в восстановлении окисленных молекул-мишеней. Репарация повреждений с помощью реакций этого типа, в том числе с участием цистеамина, наблюдалась при использовании метода импульсного радиолиза 16, 17]. [c.323]

Ферменты ДНК-полимераза и ДНК-лигаза играют важную роль в метаболизме ДНК оба этих фермента участвуют не только в репарации, но и в репликации ДНК. Катализируемые ими реакции иллюстрируют соответствеиио рис. 5-34 и 5-35. [c.283]

И конечной биологической реализацией света) сильно зависит от температуры. Суммарный процесс будет иметь энергию активации самой медленной лимитирующей стадии в цепи консекутивных реакций. При неизбежных потерях первичных или промежуточных фото-продуктов от температуры будет зависеть и квантовый выход фотобиологической реакции в целом. Так, температура, воздействуя на скорость деления клеток и активность ферментов репарации ДНК, влияет и на эффективность бактерицидного или мутагенного действия света в результате изменения концентрации димеров тимина. [c.371]

В книге Дж. Коггла рассматриваются все современные пpo6лeмьJ радиобиологии типы ионизирующих излучений, их взаимодействие с веществом повреждения молекулярных структур и их репарация реакция клеток и восстановление иж от радиционных повреждений реакция целого организма и отдельных его систем. Особое внимание уделено проблемам радиационного канцерогенеза и радиационной опасности для человека. Книга написана легко и просто, доступна для широкого круга читателей разного профиля. Отличительной чертой книги является высокий уровень и высокая квалификация автора, которые видны при обсуждении им всех перечисленных выше вопросов. [c.2]

Однако следует учитывать, что повышение радиационной реакции клеток этими химическими соединениями связано не только с ингибированием процессов репарации. Обычно бывает трудно разделить два эффекта — усиление повреждаемости и подавление восстановления, так как в конечном счете регистрируется увеличение числа повреждений. Имеются, однако, многочисленные данные о том, что интеркалирующие соединения — блеомицин, кофеин и др. — увеличивают гибель только тех штаммов бактерий, которые способны восстанавливаться от повреждений, но не влияют на выживаемость мутантов, лишенных способности к какому-либо этапу репарации. Эти соединения эффективны при воздействии до и после облучения, но степень усиления радиационной реакции клеток уменьшается, если препарат вводится спустя некоторое время после облучения, т. е. после завершения процессов репарации. Кроме того, было показано, что эти препараты при пострадиационном воздействии изменяют форму кривой доза — эффект , уменьшая величину плеча (значение дозы Од) и значительно менее изменяя наклон кривой (значение дозы Оо). Если исходить из предположения о том, что ширина плеча может ха- [c.246]

Реакция организма на облучение в значительной степени зависит от продолжительности облучения. Поражающее действие ионизирующего излучения возрастает с увеличением дозы и несколько уменьшается, если облучение проводится многократными долями суммарной дозы. Это объясняется тем, что параллельно с развитием лучевого поражения идут гфоцессы восстановления, мешающие развиваться лучевому поражению. Многие радиационные повреждения репарируют-ся (восстанавливаются). Феномен пострадиационного восстановления обусловлен тем, что при облучении возникают и такие повреждения, которые при определенных условиях могут быть устранены системами ферментативной репарации. Такие повреждения гфиня-то называть потенциальными. Их дальнейшая судьба после возникновения двоякая либо они репарируются, и тогда клетка выживает, либо повреждение реализуется, и тогда клетка гибнет. [c.40]

Кроме того, если растительная клетка повреждена, она способна секретировать фермент, высвобождающий олигосахарид из стенок других клеток и запускать механизм репарации или устойчивости. Данные, приведенные авторами, очень наглядно раскрывают особенности взаимодействия хозяина и патогена на молекулярном уровне. Следовательно, стенки клеток растений представляют собой хранилища множества специфических соединений, в том числе олигосахаридов, активно участвующих в индукции биохимических реакций. Эти вещества — один из уровней в иерархии гормональной системы — не только отвечают за активацию защитных механизмов, но и влияют на многие процессы онтогенеза. [c.98]

Пример широко распространенных адаптивных модификаций — реакция клетки на действие излучений и химических мутагенов. Например, сохранение в ДНК клетки циклобутановых димеров и других продуктов действия ультрафиолетового излучения, не устраняемых конститутивными системами репарации при больших дозах облучения, индуцирует систему 505-репарации (см. гл. 6). Так же следует рассматривать и реакцию адаптивного ответа, когда, предварительная обработка клеток умеренными дозами мутагена делает их устойчивее к действию высоких доз того же мутагена. [c.443]

Стимулом для исследования реакции микроорганизмов иа облучение послужило стремление решить проблемы, связанные с опасностью радиации для человечества. Можно было надеяться, что подобные исследования внесут свой вклад в понимание фундаментальных механизмов инактивации клеток и репарации повреждений, индуцируемых излучением. В этом смысле работы такого рода оказались весьма успешными. [c.495]

В работах, представленных на это заседание, речь идет ю больщом разнообразии механизмов защитного действия в модельных системах. Для простоты их можно отнести к двум общирньга категориям 1) предупреждение химических реакций в молекуле, представляющей мишень. Это может быть осуществлено путем конкурентного удаления радикалов, до того как они прореагируют, или путем переноса энергии 2) реакция защитного вещества с молекулой, представляющей мишень, после преобразования ее в радикал, но до того, как она подверглась дальнейшим химическим изменениям, необходимым для необратимого повреждения. Это мы назовем репарацией. Руководствуясь некоторыми из представляемых данных, можно попытаться определить, какие из этих реакций, если они происходят, принимают участие в защите в живых системах. [c.294]

Возможным серьезным препятствием для практического использования внутримышечного способа введения цистамина могла бы быть выраженная местная реакция мышечной ткани на протектор. При гистопатологическом исследовании мы наблюдали у крыс в месте инъекции цистамина, растворенного в изотоническом растворе хлорида иатрия и введенного в дозе 60 мг/кг, дистрофические изменения мышечных волокон, крайне редко — некротические изменения [Resl, Kuna, 1984]. Регенерация и репарация развивались с 7-х суток после введения протектора вплоть до полной нормализации. По морфологическим данным, внутримышечное введение цистамина вполне возможно на практике. Некоторую болезненность в месте укола можно было бы смягчить фармакологическими средствами. [c.115]

К настоящему времени у эукариот, как и у бактерий (см. ранее), открыто несколько ДНК-полимераз. В репликации ДНК эукариот участвуют два главных типа полимераз — а и б. Показано, что ДНК-полимераза а состоит из 4 субъединиц и является идентичной по структуре и свойствам во всех клетках млекопитающих, причем одна из субъединиц оказалась наделенной праймазной активностью. Самая крупная субъединица ДНК-полимеразы а (мол. масса 180000) катализирует реакцию полимеризации, преимущественно синтез отстающей цепи ДНК, являясь составной частью праймасомы. ДНК-полимераза б состоит из 2 субъединиц и преимущественно катализирует синтез ведущей цепи ДНК (см. далее). Открыта также ДНК-полимераза г, которая в ряде случаев заменяет б-фермент, в частности при репарации ДНК (исправление нарушений ДНК, вызванных ошибками репликации или повреждающими агентами). Следует отметить, что в эукариотических клетках открыты два белковых фактора репликации, обозначаемых RFA и RF . Фактор репликации А выполняет функцию белка—связывание одноцепочечной ДНК (наподобие белковых факторов связывания разъединенных цепей ДНК при [c.480]

Этап HI — терминация синтеза ДНК —наступает, скорее всего, когда исчерпана ДПК-матрица и трансферазные реакции прекращаются. Точность репликации ДНК чрезвычайно высока, возможна одна ошибка на 10 трансферазных реакций, однако подобная ошибка обычно легко исправляется за счет процессов репарации. [c.486]

Матричный синтез ДНК, катализируемый ДНК-полимеразами, выполняет две основные функции репликацию ДНК, т.е. синтез новых дочерних цепей, комплементарных исходным материнским цепям, и репарацию двунитевых ДНК, имеющих бреши в одной из цепей, образовавшиеся в результате вырезания поврежденных участков этой цепи специальными нуклеазами. В обоих сл гчаях ДНК-полимеразы катализируют перенос дезоксирибонуклеотидных фрагментов от дезоксирибонуклеозид-5 -трифосфатов на гидроксигруппу 3 -концевого фрагмента растущей или подлежащей регенерации цепи. Уравнение реакции с использованием сокращенной символики (см. 2.3) можно записать в виде [c.177]

Матричный биосинтез РНК осуществляется с помощыо ферментов, называемых РНК-полимеразами или, более развернуто, ДНК-зависимыми РНК- юлимера-зами. Эти ферменты катализируют реакщ1Ю, соверщенно аналогичную реакции (V.2), катализируемой ДНК-полимеразами, с той лишь разницей, что ее участниками являются четыре рибонуклеозид-5 -трифосфата, три из которых содержат те же гетероциклы, что и субстраты синтеза ДНК, а один — уридин-5 -трифосфат, выступающий в качестве рибоаналога дезокситимидин-5 -трифосфата, используемого в процессах репарации и репликации, вместо тимина содержит урацил [c.183]

Во многих случаях токсины вызывают ингибирование важных генетических элементов, например селективное ингибирование РНК-полимеразы I цинком при инициации синтеза РНК [74] или взаимодействие шестивалентного хрома с ДНК, вызывающее мутации со сдвигом рамки и замены пар оснований, усиливаемые ошибками при репликационной репарации [75]. Цинк и серебро действуют на цепь переноса электронов [76], кроме того, цинк также ингибирует трансгидрогеназные реакции и окисление НАД-Н [77]. [c.55]

Реакция с промежуточными радикалами может оказаться заш,итной, даже если не происходит репарации, в том случае, если предупреждается возникновение некоторого определенного конечного эффекта, однако без возврата молекулы в исходное состояние. Хорошо иллюстрирует это работа harlesby и Garratt [а], исследовавших механизмы, при помощи которых некоторые добавленные вещества препятствовали образованию сшивок, т. е. переходу в гель полимера диметилсилоксана [c.307]

Прямое экспериментальное подтверждение репараций в нуклеопротеидах низкими концентрациями SH-соеди-нений сильно подкрепляет гипотезу, выдвинутую впервые несколько лет назад Ba q и Alexander, но основанную в то время лишь на опытах с модельными системами [4]. Гипотеза состояла в том, что в вегетативных клетках репарация ЗН-группами и реакция образования перекисей при взаимодействии с растворенным кислородом являются конкурирующими реакциями с радикалами мишени. Кислородный эффект на клеточном уровне понимается в этом случае, как предотвращение репарации путем образования перекисей. Добавление SH-соедине-ний защищает клетки в присутствии О2, так как создается концентрация SH-rpynn, достаточная для конкуренции с кислородом за R независимо от природы этого радикала белок, нуклеиновая кислота или фосфолипид. Эту схему реакций можно записать таким образом [c.310]

На фиг. 187 схематически изображен такой процесс репарации тиминовых димеров за счет иссечения и заполнения брешей, предложенный Сетлоу и П. Говард-Фландерсом. По этой схеме одна или несколько молекул ферм-ента постоянно обегают кольцевой бактериальный геном, выискивая в двойной спирали ДНК наличие структурных нарушений, подобно тому как на железных дорогах испытательные вагоны, двигаясь по путям, проверяют рельсы. Когда такой фермент встречает нарушение двойной спирали, обусловленное тиминовым димером, он вызывает два разрыва в полинуклеотидной цепи. В результате происходит иссечение тиминового димера вместе с несколькими соседними нуклеотидами. Образующаяся брешь заполняется под действием репарнрующей ДНК-полимеразы, которой, возможно, является ДНК-полимераза Корнберга (см. гл. IX). Эта полимераза добавляет нуклеотиды к З -ОН-концу нуклеотида в старой полинуклеотидной цепи и использует в качестве матрицы неповрежденную комплементарную цепь ДНК, в которой в этом участке не произошло образования ультрафиолетового повреждения . Наконец, восстановление двойной спирали ДНК завершается образованием фосфодиэфирной связи между З -ОН-концом последнего нуклеотида, включенного при репарационной репликации, и 5 -ОН-концом нуклеотида на конце старой полинуклеотидной цепн. Эта реакция осуществляется ДНК-лигазой, действие которой показано на фиг. 104. [c.377]

Эта реакция препятствует протеканию процессов репарации iillK, а образовавшиеся пероксиды реагируют дальше, давая стабильные продукты, и поэтому повреиодения ДНК можно рассматривать как необратимые 18581. По этой причине радиотерапию твердых опухолей проводят при повышенном давлении кислорода. На рис. 5.13 показаны возможные пути превращений тимина в аэрированном вещном растворе под действием ионизирующего излучения, которые ( ЛИ установлены при анализе основных конечных продуктов. [c.227]

Рис. 5-35. Фермент ДНК-лигаза восстанавливает разорванную фосфодиэфирную связь. Из схемы видно, что ДНК-лигаза использует сначала молекулу АТР, для того чтобы активировать в точке разрыва 5 -коиец поврежденной цени (1-й этан), и лишь после этого образует новую связь (2-й этап). Энергетически невыгодная реакция сшивания разрыва осуш,ествляется, таким образом, благодаря сопряжению с эиергетически выгодным процессом гидролиза АТР. У больных синдромом Блума (одно из наследственных заболеваний) обнаружена частичная недостаточность ДНК-лигазы. В связи с этим у них нарушена репарация повреждений ДНК и как следствие повышена частота заболевания раком. [c.283]

Для этого обширного ряда химических соединений предполагается следующий механизм действия в результате прямого и непрямого действия радиации образуются радикалы мишеией (подразумеваются молекулы ДНК), которые могут сразу же восстановиться химическим путем, тогда повреждение не будет реализовано или же может произойти окисление этого радикала, акцептирование электрона кислородом или другим электрон-ак-цепторным соединением (ЭАС), что приведет к реализации повреждения. Далее, если произойдет энзиматическая репарация, то целостность мишени может восстановиться однако нельзя исключить возможности возникновения нерепарабельного повреждения, вызывающего гибель клетки. И действительно, этот механизм был показан в модельных системах методом импульсного радиолиза и ЭПР-спектроскопией в водных растворах был зарегистрирован перенос электронов с оснований нуклеиновых кислот, нуклеозидов и нуклеотидов к сенсибилизатору. Помимо переноса электрона или даже одновременно с этим процессом возможны дополнительные радиационно-химические реакции связывания ра-диосенспбилизатора со свободнорадикальными продуктами моле- [c.240]

Особенностью деструктивно-модифицирующих реакций является отсутствие специальных усилительных механизмов первичного фотохимического повреждения. Более того, реакциям первых двух классов свойственны антиусилительные механизмы, связанные с работой ферментных систем репарации и фотореактивации. Конечный биологический эффект может быть связан как с гибелью исходных молекул, так и со свойствами фотохимических продуктов, которые в ряде случаев являются не только токсинами, но и стимуляторами или модификаторами (мутации в ДНК) жизненных процессов. Поэтому наряду с основным результатом такого рода физиологических реакций — повреждением или гибелью клетки (организма) — наблюдаются и эффекты противоположного рода — стимуляция и (или) модификация жизненных процессов. [c.40]

В. П. Парибок высказал предположение, согласно которому известная способность репаративных систем устранять радиационные повреждения ДНК — это лишь одно из проявлений неспе-цифичеокой реакции живой системы на повреждающее воздействие. Иначе говоря, предполагается, что в клетках существуют системы, поддерживающие нативное состояние ее структур и реагирующие на любое повреждающее воздействие. В исследованиях Л. X. Эйдуса, продолжающихся в настоящее время, анализируется биофизический механизм неспецифической реакции клеток на повреждающие воздействия, к которым автор наряду с ионизирующей радиацией относит и действие различных радиопротекторов. Согласно развиваемой им гипотезе под влиянием повреждающего агента возникают однотипные изменения, включающие нарушение мембранного транспорта и соответствующих градиентов концентрации низкомолекулярных соединений, которые локально накапливаются в компартментах клеток, сорбируются на макромолекулах и изменяют их конформационную подвижность. В конечном итоге может наступить состояние паранекроза, обратимое при умеренно, повреждающих воздействиях. При этом изменяется соотношение скоростей конкурирующих между собой процессов реализации и репарации скрытых повреждений в уникальных структурах, ответственных за гибель клеток. [c.14]

Доэрти и Барнеттом в 1955 г. термином сенсибилизация было названо усиление лучевой реакции, обусловленное соответствующими воздействиями до и во время облучения. Вещества, обладающие таким действием, получили название радиосенсибилизаторов. Однако при усилении эффекта радиационного воздействия химическими соединениями различают 1) синергетическое действие (потенцирование), когда комбинированный эффект двух агентов, выше, чем суммарное действие каждого из них, определенное в отдельности 2) аддитивное действие, при котором комбинированное действие двух агентов равно сумме эффектов, вызываемых каждым из них в отдельности (в этих случаях подразумевается, что химические соединения сами оказывают определенное действие) 3) сенсибилизация, когда химическое соединение само неактивно, но при совместном действии с облучением увеличивает его эффективность. Предполагается, что истинная радио-сенсибилизация ограничена временем, т. е. обусловлена влиянием на радиационно-химические процессы. В настоящее время более широко применяется термин усиление эффективности облучения , под которым понимается любое воздействие до, во время или после- облучения, приводящее к усилению эффекта сверх аддитивного. К сожалению, не всегда можно выявить, в какой момент и каким образом воздействовало данное соединение произошло ли увеличение повреждаемости, изменилась ли реализация повреждений на радиационно-химическом уровне или репарация повреждений. В конечном итоге усиление эффективности облучения [c.234]

Следует также учитывать, что реакция клеток может зависеть от небольшой фракции белковых SH-rpynn, определяющих активность ферментов пострадиационной репарации. Так, оказалось, что в невысоких концентрациях N3M сенсибилизирует к облучению аэробные клетки главным образом в тех фазах цикла, в которых высока способность клеток к восстановлению от ра диационных повреждений (G]- и поздняя 5-фазы) радиосенсиби-лизация не наблюдалась в митозе и при переходе из G] в S. Кроме того, N3M одинаково эффективен при добавлении до, во время и сразу после облучения, но неэффективен при воздействии через [c.238]

Если проанализировать I и 1П пути усиления действия облучения, то у всех пёречисленных соединений, вызывающих эффект радиосенсибилизации, можно обнаружить одно общее свойство — способность образовывать комплексы или взаимодействовать с молекулами ДНК, увеличивая радиационное повреждение ДНК или препятствуя ее репарации. Универсальность действия аналогов пиримидиновых оснований на всех системах, не зависящая от типа клеток и других условий, говорит о важности повреждения ДНК в реакции клеток. Многие из перечисленных выше [c.248]

При интенсификации процессов эксцизионной репарации в ответ на повреждающие воздействия в клетках млекопитающих усиливается активность фермента поли(АОР-рибозил)-полимеразы. Этот фермент при участии кофермента NAD+ осуществляет реакцию АОР-рибозилирования белков хроматина. В основном происходит моно-АОР-рибозилирование, однако иногда имеет место присоединение гомополимерных цепочек (АОР-рибоза) . Функция поли(АОР-рибозил)-полимеразы или ее продукта—(АОР-рибоза)п—в процессе эксцизионной репарации не вполне ясна. Наблюдается корреляция во времени между интенсификацией [c.80]

Внимание исследователей было сосредоточено на механизмах, участвующих в исправлении повреждений, вызываемых облучением. Известны три независимые системы репарации повреждений ДНК, индуцируемых облучением. Одна из них представляет собой обратную фотохимическую реакцию, происходящую под действием видимого света и фотореактивирующего фермента вторая — вырезание и замещение поврежденного участка ДНК до ее репликации, а третья — пострепликативную репарацию. Первый из упомянутых механизмов действует только на пиримидиновые димеры, индуцируемые ионизирующим излучением. Многие организмы для защиты от неблагоприятного воздействия радиации используют все три системы. [c.496]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология