Цикл репарации ФСП

ЭТОМ комплекс ФСИ временно не осуществляет свою функцию. Таким образом, наблюдается цикличность в способности данной фотосистемы к функционированию, что получило название цикла репарации ФСИ. [c.139]

П. представлены большой группой ферментов. ДНК-за-висимые ДНК-полимеразы участвуют в репликации (удвоении) ДНК в цикле деления клетки, репарации (устранении дефектов) ДНК и репликации ДНК митохондрий и хлоропластов матрицей для синтеза ДНК, катализируемого этими ферментами, служит односпиральная ДНК. Все семейства, роды и виды известных живых организмов содержат ферменты, не содержащие коферменты, и отличающиеся по мол. массе, кол-ву субъединиц, pH, при к-ром фермент обладает макс. активностью. [c.625]

Укажите для процесса репарации а) матрицу б) субстраты в) источники энергии г) комплекс ферментов д) локализацию в клетке. Связан ли этот процесс с фазами клеточного цикла [c.309]

Образующиеся дочерние двойные нити различны по природе. Одна из них содержит родительскую цепь, несущую повреждение, и находящуюся напротив вновь синтезированную цепь с длинной брешью. Другая имеет неповрежденную родительскую цепь, на которой была скопирована нормальная комплементарная цепь. Брешь напротив поврежденного сайта первой молекулы застраивается при использовании гомологичной отдельной цепи ДНК другой двойной спирали. Образующаяся в результате такого одноцепочечного обмена реципиентная молекула содержит родительскую (поврежденную) цепь, спаренную с нормальной цепью. Донорная молекула содержит нормальную родительскую цепь с находящейся напротив разорванной цепью брешь может быть застроена обычным путем в результате репарирующего синтеза. Таким образом, повреждение ограничивается исходным нарушением (хотя одни и те же рекомбинационно репарирующие события должны повторяться после каждого репликационного цикла до тех пор, пока повреждение не будет устранено с помощью системы эксцизионной репарации). [c.438]

У одноклеточных организмов, таких как дрожжи, бактерии или простейшие, отбор благоприятствует тому, чтобы каждая отдельная клетка росла и делилась как можно быстрее. Поэтому скорость деления клеток обычно лимитируется только скоростью поглощения питательных веществ из окружающей среды и переработки их в вещество самой клетки. В отличие от )того у многоклеточного животного клетки специализированы и образуют сложное сообщество, так что главная задача здесь - выживание организма, а не выживание или размножение отдельных его клеток. Для того чтобы многоклеточный организм выжил, некоторые его клетки должны воздержаться от деления, даже если нет недостатка в питательных веществах. Но когда возникает надобность в новых клетках, например при репарации повреждения, ранее не делившиеся клетки должны быстро переключаться на цикл деления а в случаях непрерывного износа ткани скорости новообразования и отмирания клеток всегда должны быть сбалансированы. Поэтому здесь должны существовать сложные регуляторные механизмы более высокого уровня, чем тот, который действует у таких простых организмов, как дрожжи. Этот раздел и посвящен такому социальному контролю на уровне отдельной клетки. В гл. 17 и 21 мы познакомимся с тем, как он функционирует в многоклеточной системе для поддержания и обновления тканей тела и какие его нарушения происходят при раке, а в гл. 16 увидим, как еще более сложная система управляет клеточным делением в процессах индивидуального развития. [c.414]

Вполне возможно, что гетерогенность клеточных популяций по фазам цикла и другим параметрам, их различия в репаративной способности обусловливают разную эффективность некоторых ингибиторов репарации (особенно кофеина), их не универ- [c.247]

Таким образом, способы повышения радиочувствительности клеток основаны на определенных молекулярных и клеточных механизмах увеличении радиационного повреждения ДНК, подавлении процессов репарации повреждений или использовании таких фундаментальных закономерностей, как различия в радио-чувствительности фаз цикла и знания параметров клеточного цикла. Можно назвать следующие основные пути усиления действия облучения на клетки [c.248]

Молекулярные механизмы синдромов с повышенной хромосомной нестабильностью. Образование тиминовых димеров происходит только в одной из двух сестринских цепей ДНК. Поэтому оно не приводит к немедленному появлению хромосомной бреши или разрыва. Однако если димер не может быть вырезан, цепь, в которой он находится, не будет функционировать в качестве матрицы в ходе следующей репликации, комплементарная ей цепь ДНК окажется неполной и во втором цикле репликации появится видимый разрыв (рис. 5.33). Следовательно, если брешь в двойной цепи ДНК связана с видимыми в микроскоп хромосомными разрывами, следует ожидать большего увеличения числа хромосомных разрывов после облучения ПК-клеток, чем нормальных клеток. Такое увеличение действительно было описано. С другой стороны, в необлученных ПК-клет-ках нестабильности хромосом не наблюдалось. Этим они отличаются от клеток больных с анемией Фанкони, синдромом Блума и атаксией-телеангиэктазией. Эти заболевания всегда сопровождаются спонтанной хромосомной нестабильностью. Следовательно, молекулярные дефекты, лежащие в их основе, различны. Разумно, однако, предполагать, что определенные нарушения механизмов репликации и репарации ДНК также могут быть в числе факторов, приводящих к возникновению этих синдромов. Некоторые данные подтверждают сделанный вывод. [c.205]

Рис. 5.33. Дефект эксцизионной репарации. Если тиминовые димеры, образовавшиеся в результате облучения УФ-светом, не вырезаны, такие цепи не могут функционировать в качестве матриц в следующем репликационном цикле. Это приводит к разрыву хромосомы. А.

При значительном усилении пролиферативной активности не всегда адекватный ответ ткани достигается только за счет вовлечения в делящийся пул клеток из покоящегося резерва. Происходит и сокращение продолжительности генеративного цикла клеток, в основном за счет периода О). При этом повышается чувствительность клеток к повреждающим воздействиям, например к радиации. Увеличивается и вероятность неполного восстановления спонтанных и индуцированных повреждений из-за недостатка времени на их репарацию. Клетки могут переходить из стадии в стадию и вступать в митоз с остаточными повреждениями, способными к кумуляции. [c.123]

События на молекулярном уровне, обусловливающие сублетальные повреждения и их быструю репарацию, еще находятся в стадии исследования. Фаза быстрой репарации (см. А на рис. 4.5) уже описана, другие фазы — Б, В л Г будут кратко рассмотрены далее. Для того чтобы объяснить колебания процессов репарации Б, В м Г на рис. 4.5), необходимо вернуться к тому, что было сказано об относительной радио-чувствительности в разных фазах клеточного цикла (с. 58). [c.62]

Важными биологическими факторами, которые могут модифицировать конечное проявление радиобиологического повреждения, являются пролиферативная активность клеток, фазы клеточного цикла, в которых клетки облучали, способность к репарации, а также пол, возраст и видовые различия. [c.116]

Большое внимание в СССР и за рубежом в настоящее время уделяется также гипертермии, эффективно повышающей радиочувствительность клеток в гипоксии, подавляющей репарацию радиационных повреждений, вызывающей преимущественную гибель клеток а радиорезистентной S-фазе клеточного цикла. — Прим. ред. [c.116]

Другие изменения касаются радиационных влияний на ядерную. мембрану и хроматин. На структуре хроматина сказываются депротеинизация участков ДНК и активация ДНКаз как следствие нарушения проницаемости ядерной мембраны. Облучение может также инактивировать ферменты, участвующие в репарации повреждений молекулы ДНК. Эти и другие повреждения как на уровне ДНК, так и хроматина в конечном счете выражаются в изменениях белкового синтеза, прохождения фаз клеточного цикла, в образовании хромосомных аберраций, увеличении частоты мутаций в клетках, нарушении систем регуляции и гибели клетки. [c.436]

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]

На рис. 5.4 приведена схема, отображающая основные этапы цикла репарации ФСИ. Данный рисунок является упрощённым вариантом схемы, содержащейся в работе (Melis 1991). Согласно авторам гипотезы о цикле репарации ФСИ, повреждение РЦ ФСИ инициирует следующую последовательность событий [c.136]

Стволовые клетки костного мозга, зародышевого эпителия тонкого кишечника, кожи и семенных канальцев характеризуются высокой пролиферативной активностью. Еще в 1906 г. Л. Вегдоп1е и Ь. Тг1Ьопс1еаи сформулировали основной радиобиологический закон, согласно которому ткани с малодифференцированными и активно делящимися клетками относятся к радиочувствительным, а ткани с дифференцированными и слабо или вообще не делящимися клетками — к радиорезистентным. По этой классификации кроветворные клетки костного мозга, зародышевые клетки семенников, кишечный и кожный эпителий являются радиочувствительными, а мозг, мышцы, печень, почки, кости, хрящи и связки — радиорезистентными. Исключение составляют небольшие лимфоциты, которые (хотя они дифференцированы и не делятся) обладают высокой чувствительностью к ионизирующему излучению. Причиной, вероятно, является их выраженная способность к функциональным изменениям. При рассмотрении радиационного поражения радиочувствительных тканей следует учитывать, что и чувствительные клетки, находясь в момент облучения в разных стадиях клеточного цикла, обладают различной радиочувствительностью. Очень большие дозы вызывают гибель клеток независимо от фазы клеточного цикла. При меньших дозах цитолиз не происходит, но репродуктивная способность клеток снижается в зависимости от полученной ими дозы. Часть клеток остается неповрежденной либо может быть полностью восстановленной от повреждений. На субклеточном уровне репарация радиационного поражения происходит, как правило, в течение нескольких минут, на клеточном уров- [c.17]

Как известно, наследственная информация передается благодаря тому, что две комплементарные нитевидные молекулы дезоксирибонуклеиновых кислот обратимо связаны в двойную спираль. Комплементарность достигается тем, что каждая определенная пара нуклеиновых оснований (тимин — аденин, цитозин — гуанин) фиксирована водородными связями. Вызванное светом или радиацией образование димера по схеме (9.32) из находящихся рядом остатков тимина или цитозина нарушает структуру спирали, так что репликация ДНК во второй цепи двойной спирали останавливается у места повреждения. Соответствующая информация не может переноситься и вследствие этого появляются лучевые повреждения или мутации. Особенно чувствительны к таким воздействиям виды ДНК с высоким содержанием обоих пиримидиновых оснований. Однако в природе в результате приспосабливания выработались механизмы репарации, благодаря которым лучевые повреждения отчасти могут быть устранены [23]. Двуядер-ные нуклеиновые основания с пятичленными циклами — аденин и гуанин — мало чувствительны к облучению. [c.247]

Как показывает радиоавтограф (фиг. 243, Б), полученный спустя один цикл репликации после включения метки, между двумя сестринскими хроматидами произошел реципрокный обмен ДНК- Видно, что, в тО) время как концевой участок одной из двух сестринских хромосом содержит метку, гомологичный участок второй хромосомы ее не содержит в следующем же участке вторая сестринская хромосома содержит, а первая не содержит метки. Такой обмен между сестринскими хромосомами можно легко объяснить механизмом обмена между дочерними цепями ДНК,, рассмотренным в гл. XV в связи с пострепликационной репарацией повреждений ДНК, возникающих при действии ультрафиолета на Е. oli. Как предполагал в 1963 г. Уайтхауз, после репликации молекулы ДНК родительской хромосомы в двух комплементарных дочерних цепях ДНК могут возникнуть одиночные разрывы, расположенные наискосок друг от друга (фиг. 244). Образовавшиеся при этом свободные концы затем удлиняются благодаря ограниченному синтезу, использующему в качестве матрицы родительские цепи ДНК. [c.501]

Другой путь возникновения транзиций-это случаи ошибочного спаривания, приводящие к возникновению неканонических пар и, следовательно, к дефектам в уотсон-криковской спирали. В нормальном цикле репликации такая ошибка может случайно произойти вследствие включения неправильного основания. Спонтанная частота ошибок определяется прежде всего точностью фермента ДНК-полимеразы, отвечающей за репликацию (см. гл. 32). Существует также более ограниченный репара-тивный синтез ДНК, который активируется в результате генетической рекомбинации или повреждения ДНК (см. гл. 34). Различные системы репарации характеризуются разной частотой ошибок. Например, одна из репара-тивных систем Е. соИ особенно часто делает ошибки, и, следовательно, ее активация может стимулировать образование мутаций. Мы не располагаем достаточной информацией о частоте возникновения мутаций такого рода. [c.38]

Увеличение экспрессии белка Re A, по-видимому, необходимо для вьшолнения его роли в рекомбинационной репарации. Это означает, что в клетке имеется достаточное количество протеазы для разрезания всего дополнительного белка LexA, что необходимо для предотвращения повторной репрессии генов-мишеней. Однако основное значение этого цикла для клетки может заключаться в способности быстро восстанавливать обычное состояние. [c.441]

Несмотря на корректорские функции, присущие ДНК-полимеразам Е. соИ, некоторые нуклеотиды оказываются все же ошибочно включенными в новообразованную цепь ДНК. Их присутствие делает возможным возникновение спонтанных мутаций, в том случае если ошибки не будут исправлены до начала следующего цикла репликации. Свидетельства в пользу существования пострепликационных систем исправления ошибок, или репарации, были получены при изучении таких явлений, как [c.122]

Опухолевые клетки нередко обнаруживают аномальную вариабельность формы и размеров ядер (рис. 21-19), а также числа и структуры хромосом и на практике изменения в морфологии ядер являются для патологов одним из ключевых признаков в диагностике рака. Нри культивировании опухолевых клеток их кариотип часто оказывается крайне нестабильным могут наблюдаться амплификация или делеция генов, потеря, дупликация или транслокация хромосом (или их участков) - все это регистрируется с гораздо большей частотой, чем нри культивировании нормальных клеток. С одной стороны, такая вариабельность в числе и структуре хромосом может быть просто следствием ускорения клеточного цикла, возникающего в дифференцированной клетке из-за ее слабой адаптации к быстрой пролиферации. С другой стороны, это может отражать наследуемый дефект в самом механизме или регуляции процессов репарации, ренликации или рекомбинации ДНК, возникающий в результате соматической мутации в любом из множества вовлеченных в эти сложные процессы генов. Такая мутация будет увеличивать вероятность всех последующих мутаций в других группах генов. Поэтому можно ожидать, что описанный механизм является общим для клеток, претерпевших множество мутаций, необходимых для превращения их в злокачественные. Предположим, к примеру, что для трансформации нормальной клетки в опухолевую необходимы три мутации в генах, контролирующих новедение клеток, и что вероятность каждой такой мутации за время жизни человека составляет 10 " на клетку Тогда вероятность того, что одна нормальная клетка успеет (даже за весь указанный промежуток времени) накопить эти три мутации, будет Ю х Ю х 10 = 10 . Но допустим теперь, что скорость мутирования возросла из-за предшествующей мутации [c.463]

Пострепликативный механизм репарации обеспечивает выживание клетки даже при наличии в ее геноме до 100 пиримидиновых димеров. На основе этого механизма легко объясняется факт сохранения димеров в ДНК у чувствительных к УФ-свету мутантов на протяжении нескольких циклов репликации. Как и предрепликатив-ная, пострепликативная репарация определяется набором специфических ферментов. [c.301]

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]

Продолжительность возможных задержек периодов клеточного цикла зависит пе только от характера ткани, к которой клетки относятся. Так, в эпителии роговицы глаза мышей в период 61 возникают более продолжительные задержки, чем в эпителии кишечника, в расчете на единицу дозы нейтронного излучения для эпителия роговицы — 17 мин на 0,01 Гр, а для эпителия кишечника — только 4 мин на 0,01 Гр. Продолжительность митотического цикла клеток эпителия роговицы в норме в 6,5 раза больше, чем у клеток эпителия кишечника. К тому же клетки эпителия роговицы способны блокировать митотический цикл в периоде на значительно большие сроки, чем это возможно для эпителия кип1еч-ника. Установлено, что способность к удлинению продолжительности интерфазы (в основном в периоде СО митотического цикла является одним из основных условий эффективного завершения репарации лучевых повреждений. Существует определенная пропорциональность продолжительности блоковых задержек периодов интерфазьг митотического цикла и интенсивности повреждения. [c.74]

С увеличением дозы облучения длительность всех периодов интерфазы митотического цикла растет, но не беспредельно. Она стремится к некоторому пределу. С одной стороны, удлинение периодов интерфазы необходимо для репарации увеличенного объема повреждений с увеличением дозы облучения, с другой — клетка, по-видимому, не может находиться неограниченное время в каком-либо одном периоде интерфазы и задерживать естественный для нее процесс созревания. Для каждого периода развития клетки характерно преобладание одних структурнофункциональных процессов и ингибирование других. В этом причина ограничения продолжительности блоковых задержек периодов интерфазы митотического цикла. [c.75]

Следовательно, в жизненном цикле эукариотической клетки имеет место четкое программирование функций в то время как в фазе 8 происходит репликативный синтез ДНК в местах ее полной деспирализации (при участии ДНК-зависимой ДНК-полимеразы [31] и ДНК-лига-зы [32, 33]), в остальных фазах клеточного цикла в случае частичной декомпактизации ДНК может происходить ее репарация. Вне фазы 5, вероятно, в основном действует механизм, который при участии репаративных ферментов исправляет те участки генома, где по какой-либо причине возникли искажения [29]. Можно предположить, [c.27]

Рис. 10. Отношения между репликативным и репаративиым синтезом ядерной ДНК на протяжении митотического цикла клеток HeLa. А. В фазе S ДНК реплицируется, в остальной части интеркинеза-. происходит ее репарация (или ее амплификация). Эти процессы прослежены по включению Н-тимидина в ядерную ДНК в течение 30 Минутных периодов [30]. Б. Схема репликации двух цепей ДНК с образованием фрагментов Оказаки, растущих в направлении 5 — 3 [33]. В. Схема репарации ДНК в участке, поврежденном, например, в результате облучения ультрафиолетом. 7 —индукция димера Т—Т

Рис. 28. Орбитальная модель распределения макромолекулярных синтезов в жизненном цикле клеток HeLa [1]. Координаты такие же, как на рис. 22. Стрелкой указана точка асимметрии ( инертная точка) макромолекулярных синтезов (фаза М). Л —- линия асимметрии. Орбиты ----репарация ядерной ДНК (постоянна в течение клеточного цикла) ---репликативный синтез ДНК (для ядерной

При темновой репарации восстановление нативной структуры ДНК происходит в темноте и носит сложный характер фермент эндонуклеаза находит пораженный участок в одной нити ДНК и вырезает его, экзонуклеаза расширяет вырез, удаляя из нити ДНК от 500 до 1000 нуклеотидов. Образовавшийся разрыв застраивается ДНК-полимеразой по матрице, комплементарной неповрежденной нити (рис. 82). Этот синтез протекает в фазах Gi и Ga митотического цикла. Репарирующие ферменты не только удаляют индуцированные ультрафиолетовым светом димеры тимина, они исправляют много других потенциальных структурных повреждений ДНК, связанных с разрывом полинуклеотидных цепей, наличием некомплемеитарных друг другу пар оснований и др. [c.196]

Для объяснения эффективности лучевой терапии привлекают "пять Р" радиобиологии радиочувствительность, репарация, реоксигенация, репопуляция и редистрибуция (перераспределение клеток по клеточному циклу). Совместно с этими факторами существуют еще и такие физические факторы, как мощность дозы, качество (ЛПЭ) излучения, распределение дозы и факторы доза—время (число и величина фракций и интервал времени между фракциями, а также общее время курса облучения). [c.135]

Ионизирующее излучение может быть также использовано для лечения злокечественных опухолей. Радиационную гибель клеток и задержку деления клеток подробно рассматривали в гл. 3 и 4. К сожалению, гибель клеток опухоли не так проста, как представляют данные кривых выживаемости. Применение больших однократных доз облучения, способных инактивировать все опухолевые клетки, вызывает повреждение нормальных, окружающих опухоль, тканей. В результате многочисленных опытов радиологи пришли к выводу, что использование ежедневных более мелких фракций дозы является единственным путем излечения опухоли без существенного повреждения нормальных тканей. Эти режимы позволяют нормальным клеткам репарировать повреждения, однако репарация происходит как в нормальных, так-и в опухолевых тканях, поэтому обычное фракционирование дозы — не лучший способ лучевой терапии опухолей. И все же в настоящее время это, вероятно, единственный способ успешного лечения злoкaчe твeннь x новообразований облучением. Успех лучевой терапии рака зависит от ряда факторов, включающих радиочувствительность, репарацию, репопуляцию, реоксигенацию клеток и перераспределение клеток по клеточному циклу. [c.141]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология