Значение репарации ДНК

В настоящее время система репарации генетических повреждений, возникающих под действием азотистой кислоты, приобретает особое значение в связи с широким использованием нитритов в качестве удобрений, консервантов в пищевой промышленности и поступлением в атмосферу значительных количеств N02 вместе с выхлопными газами. [c.166]

В известной мере можно также объяснить и обратный процесс — процесс восстановления хромосомных поломок в условиях репарации клетки [9, 48, 50]. Если в механизме хромосомных поломок большое значение могут иметь денатурационные, физико-химические повреждения структуры ДНК, то легко представить и восстановление этих физико-химических повреждений. Процесс ренатурации ДНК в растворе после тепловой денатурации хорошо изучен [63]. Восстановление хромосомных поломок в облученной клетке, которая поставлена в специальные госпитальные условия, можно, по-видимому, рассматривать как процесс физиологического отжига . В условиях репарации необходимо направленное изменение метаболизма в клетке, чтобы поддержать в ней определенные физико-химические условня, при которых может происходить восстановление денатурационных изменений в структуре ДНК [4, 51]. С денатурационными повреждениями структуры ДНК могут быть связаны и потенциальные повреждения клетки [10]. [c.70]

Функционирование репарирующих механизмов в широком значении термина. Известно, что у микроорганизмов может функционировать целый ряд ферментативных систем, действие которых имеет результатом репарацию генетических повреждений. Один из хорошо изученных примеров — фотореактивация, т. е. индуцируемая видимым светом ферментативная репарация повреждений, вызванных действием ультрафиолетового облучения. [c.69]

Каждый день появляются все новые данные, свидетельствующие о большом разнообразии систем репарации ДНК, функционирующих как в прокариотических, так и в эукариотических клетках. Эволюция этих систем несомненно обусловлена особым значением метаболических путей, обеспечивающих сохранность и точность передачи наследственной информации. В то же время ясно, что никакая система передачи информации не может быть совершенной и допускает возникновение мутаций, которые могут выступать в роли сырья для естественного отбора. [c.127]

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]

Цепь событий при образовании злокачественных неоплазий, возникающих в результате соматической мутации [1633]. Цепочка событий, приводящих к образованию неоплазий, обусловленных соматической мутацией, изображена на рис. 5.34. Первый этап-повреждение ДНК. Оно может быть вызвано или внутренними факторами, например нарушением механизмов репликации или репарации, или внешними, например ионизирующей радиацией, химическими мутагенами или вирусами. Повреждение ДНК способно полностью вывести из строя репликацию и поэтому может быть летальным. Другая возможность заключается в том, что повреждение будет репарировано, но с ошибкой. Здесь не имеет принципиального значения, какого типа мутации при этом образуются. На- [c.206]

Явственная и особенно интересная связь опухолей с аутосомно-рецессивными синдромами, сопряженными с хромосомными разрывами, наблюдается в случае пигментной ксеродермы. Известно, что основные повреждения при этом заболевании идентифицируются как дефекты репарации ДНК, возникшие после облучения УФ-светом. Вполне возможно, что гетерозиготы характеризуются повышенной частотой заболеваний раком, однако эта гипотеза требует дополнительной проверки [1340]. Если часть случаев рака у человека действительно обусловлена состоянием носительства по генам различных синдромов, сопряженных с разрывами хромосом, громадное значение для практического здравоохранения имеет разработка простых тестов для диагностики носителей. [c.218]

Изменение эпидемиологических характеристик некоторых опухолей, например повышение частоты рака легких и понижение частоты рака желудка в последнем поколении, недвусмысленно свидетельствует о том, что одни только генетические факторы не могут объяснить предрасположенности к этим раковым заболеваниям. Мы знаем, что рак легких связан с курением, и предполагаем, что понижение частоты рака желудка обусловлено исчезновением соответствующего канцерогена вследствие улучшения условий хранения пищевых продуктов. То, что рак легких развивается лишь у определенной части заядлых курильщиков, свидетельствует против простого объяснения, связывающего его возникновение с воздействием факторов окружающей среды. Вероятнее всего, специфические факторы среды, например углеводороды сигаретного дыма и другие раздражающие вещества, взаимодействуют со специфическими генетическими факторами, влияющими, например, на метаболизм углеводородов, репарацию ДНК и иммунологический контроль канцерогенеза. В отдельных случаях определяющее значение, по-видимому, имеют или только факторы среды, или только генетические факторы. В больщинстве же случаев появление опухоли, вероятно, обусловлено взаимодействием наследственности и среды. Поскольку возникновение различных форм рака, по-видимому, обусловлено [c.219]

Агрегатное состояние мембранных липидов существенно влияет на клеточные функции. Известно, что на этапе фазового перехода резко меняется проницаемость мембран для ионов и метаболитов, облегчается взаимодействие гормонов с рецепторами и т. д. Поэтому с точки зрения криобиологии характер фазово-структурных переходов липидов в биомембранах имеет значение не только для определения уровня их холодового повреждения, но и для прогнозирования процессов репарации мембранных структур в фазе отогрева замороженной системы. [c.20]

Поскольку форма кривой выживаемости полностью определяется двумя величинами — Оо и Л/, они являются наиболее часто используемыми параметрами при сравнении разных кривых выживаемости, например, нормальных и опухолевых клеток. Третий параметр — Од, квази-пороговая доза (почти пороговая доза), Гр, при которой экспоненциальная часть кривой пересекает точку 1(Ю%-ной выживаемости (рис. 3.4, б). Од — измерение плеча, и, как мы увидим в гл. 4, важность этого параметра связана с репарацией радиационных повреждений. В основном Од имеет значение от 0,5 до 2,5 Гр для острого рентгеновского облучения хорошо оксигенированных клеток. [c.52]

Вернемся к рис. 8.2. Помимо возрастания ОБЭ с возрастанием ЛПЭ а-частиц, есть еще один аспект, касающийся кривых выживаемости, который заслуживает внимания. При воздействии рентгеновского излучения, имеющего низкую ЛПЭ (2,5 кэВ/мкм), на кривой выживаемости клеток определяется большое плечо, указывающее, что гибель клеток является результатом множественных событий или что в клетках происходит эффективная репарация (см. гл. 3). При очень высоких значениях ЛПЭ (см. рис. 8.2, кривая /) плечо исчезает, и кривая выживаемости становится чисто экспоненциальной. Это дает возможность предполагать, что для инактивации клеток при очень высоких ЛПЭ достаточно одного попадания (одноударные события). [c.111]

ДНК-гликозидазы представляют новую группу ферментов, участвующих в обмене ДНК. При их посредстве удаляются и иные модифицированные пуриновые и пиримидиновые основания, после чего в серии последующих реакций восстанавливается исходная структура ДНК, т. е. эта группа ферментов имеет существенное значение в репарации (восстановлении структуры) ДНК. Это происходит, в частности, при замене метилированных пуриновых и пиримидиновых оснований, так как наряду с урацил-ДНК-гликозидазой изучена 3-метиладенин-ДНК-гликозидаза. Всего открыто уже 8 ДНК-гликозидаз. [c.231]

Для характеристики облучения, наряду с величиной общей дозы, важное значение имеет продолжительность экспозиции. Доза ионизирующей радиации независимо от времени ее действия вызывает в облученном организме одно и то же число ионизаций. Различие, однако, состоит в объеме репарации радиационного поражения. Следовательно, при облучении меньшей мощности наблюдается меньшее биологическое поражение. Мощность поглощенной дозы выражается в грэях за единицу времени, например Гр/мин, мГр/ч и т. д. [c.22]

В опытах на мышах мы установили [Kuna et al., 1978], что предварительное введение атропина (5 мг/кг) не препятствует выраженному защитному действию цистамина, оцениваемому по уровню репарации кроветворения на 8-е сутки после тотального гамма-облучения в дозе 8 Гр или по выживаемости животных к 30-м суткам после облучения. Введение атропина снижает (иногда существенно, но в большинстве случаев незначительно) степень защиты, обусловленной циетамином. Эти данные не подтвердили значения активизации парасимпатической системы в механизме токсического действия цистамина у необлученных и облученных мышей. Предварительное введение атропина в дозах 5 и 20 мг/кг не повлияло статистически значимо на величину токсических доз цистамина. [c.105]

Влияние соседних оснований яа частоту возникновения мутаций отмечалось и ранее для прокариотических ДНК-полю-юраз. Авторы [17] предполагают, что соседние основания слева и справа могут иметь большое значение для стабилизации неканонической пары, возникающей в ходе репликации. Похожие закономерности выявлены при анализе спонтанных мутаций, возникающих при трансфекции вектора pZI89 в клетки обезьяны. Для всех мутантных позиций оказалось характерным наличие слева вполне определенных нуклеотидов. Консенсус имеет вид ТС, где нуклеотид С - позиция мутирования. Предполагается, что эти мутации возникли в ходе репарации трансфецированной ДНК, поврежденной клеточными нуклеазами [171. [c.103]

Вернемся теперь к вопросу, который в свое время казался сравнительно простым, а именно к синтезу ДНК. Сегодня мы знаем, что репликация — это сложный процесс, для осуществления которого необходимо кооперативное действие как минимум десяти продуктов различных генов, и, возможно, связывание с мембранными участками [185]. Длительное время не удавалось создать удовлетворительную систему для изучения синтеза ДНК in vitro. Проблема синтеза ДНК приобрела еще большее значение после того, как было установлено, что ферменты, принимающие участие в репликации ДНК, могут быть необходим также для процессов генетической рекомбинации, репарации (восстановления) поврежденных молекул ДНК, а также функционирован йя определенных защитных систем клеток. [c.271]

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]

Из изученных к настоящему времени механизмов восстановления генетических структур будут рассмотрены только те, эффективность которых контролируется самой клеткой. Это фотореактивацня, фотопротекция и темновая репарация. Меньшее значение имеют такие процессы, как спонтанный распад фотопродуктов, прямое фоторасщепление пиримидиновых димеров и другие. [c.292]

Есть химические соединения, которые не влияют на саму ДНК, но нарушают ре-паративные процессы. Наиболее широко известен среди них-кофеин. Это вещество не индуцирует каких-либо хромосомных аномалий у млекопитающих, согласно результатам, полученным в тест-системах in vivo, однако в его присутствии в культурах лимфоцитов человека обнаруживаются хромосомные бреши и разрывы. Вероятно, условия культивирования приводят к значительным повреждениям ДНК, которые в норме репарируются, а в присутствии кофеина-нет. Доказательство, что кофеин действительно является ингибитором репарации, получено в исследованиях на низших организмах [1419 1604]. При применении вместе с алкилирующим мутагеном кофеин увеличивал число хромосомных разрывов и транслокаций в клетках костного мозга китайского хомячка. Такие синергические эффекты мутагенных агентов легко могут пройти незамеченными и могут иметь важное значение для людей, подвергающихся воздействию разнообразных потенциальных мутагенов. [c.264]

Несмотря на то что феномен фагоцитоза описан сравнительно давно, в его механизме есть много неясного, а полнота описания биохимических и биофизических процессов явно не достигла целостности и законченности. Выяснено многое роль гликокаликса плазмалеммы в эндоцитозе значение цитоскелетных сократительных структур для инвагинации плазмалеммы и образования эндосом трансформация захваченных веществ при участии системы ГЭРЛ рециклизация рецепторов и репарация плазмалеммы после утраты ее части в ходе эндоцитоза вовлечение эндоцитоза в межклеточный и внутриклеточный транспорт информационных молекул. Тем не менее единой концепции цитоза не существует, [c.91]

В другой работе исследовались мутации, сообщающие микроорганизмам резистентность к стрептомицину (Kerszman, 1975). На уровне точности эксперимента возникновения мутаций под действием ультрафиолетового или ионизирующего излучений зарегистрировано не было. Полученные результаты свидетельствуют о том, что процесс репарации радиационных повреждений у М. radiodurans исключительно точен и не допускает ошибок этот факт, по-видимому, заслуживает особого внимания и может иметь значение для эволюции организмов. [c.493]

У двух штаммов Е. oli исследовалось образование и репарация разрывов цепей ДНК (Stavri et al., 1971). Штамм дикого типа и радиорезистентный мутант облучали возрастающими дозами 7-лучей и прослеживали постепенное уменьшение скорости седиментации ДНК, указывающее на возникновение одноцепочечных разрывов. Скорость седиментации ДНК из облученных клеток радиорезистентного мутанта восстанавливалась до ее первоначального значения в течение определенного периода роста после облучения. Этого ие наблюдалось с облученными клетками исходного штамма, что свидетельствует о его неспособности репарировать большинство разрывов цепей. [c.495]

Повреждение оснований ДНК. Значение радиационных повреждений пуриновых и пиримидиновых оснований ДНК вначале было выяснено на бактериях. В последнее время разработано много чувствительных тестов для определения указанных повреждений, особенно тимина. Эти повреждения линейно зависят от дозы и, вероятно, возникают в результате взаимодействия со свободными радикалами воды ОН. Радиационно-индуцированные повреждения тиминовых оснований в клетках млекопитающих встречаются чаще, чем однонитевые разрывы ДНК. Механизм эксцизионной репарации (см. рис. 2.7), по-видимому, обусловливает быстрое и эффективное удаление поврежденных оснований у бактерий и в клетках млекопитающих. У прокариот нерепарированные повреждения оснований являются важными детерминантами гибели, и имеются доказательства, что подобные повреждения могут играть важную роль для клеток высших животных. [c.40]

Это значение плеча соответствует значению плеча кривых выживаемости клеток тканей, у которых регистрируется Од порядка 4—6 Гр. Повышенная способность к репарации у "полуорганизован-ных" тканей ин витро (у сфероидов) и у организованных тканей ин виво может объясниться межклеточными контактами, которые отсутствуют в культуре одиночных клеток ин витро. [c.67]

Методы ин виво, описанные в этой главе, дают результаты выживаемости для клеток млекопитающих, сходные с результатами, полученными при использовании метода Пака ин витро. Кривые для обоих методов примерно одинаковы и имеют плечо при низких дозах облучения с низкой ЛПЭ, за которым следует экспоненциальная часть при облучении в более высоких дозах. Плечо обычно больше у "полуорганизованных" таней ин витро (сфероидов) и у высокоорганизованных тканей ин виво. Более высокие значения и Л/ могут отражать повышенную способность к репарации, что может быть обусловлено межклеточными контактами, которые нарушаются в системах одиночных изолированных клеток. [c.71]

Соотношение Fy/F измеряется после темновой адаптации, во время которой регуляторные изменения релаксируют. В этом случае уменьшение Fy/F пропорционально степени необратимой фотоинактивации (фотоповреждения) комплексов ФСП. Поэтому определение F JF для образцов с различным временем стрессовой обработки позволяет вычислить константу скорости необратимой инактивации ФС 11. Если растение после стресса поместить в условия, благоприятствующие восстановлению активности фотосинтетического аппарата, константа скорости репарации ФС 11 может быть измерена путём анализа увеличения значения Fy JF . Эти константы являются числовым выражением чувствительности фотосинтетического аппарата к фотоингибирующей обработке и способности растений к восстановлению после стресса. [c.50]

Вычисление проводят также как для кр, (уравнение 2.20). В наших опытах с растениями хлопка значение для листьев, подвергнутых 3 часам фотоингибирования при 10°С и 500 мкмоль фотонов м% , было равно 0,44 ч (условия восстановления активности ФСП - 10 мкмоль фотонов m V , 25° С) Условия фотоингибирования способны изменять интенсивность процессов репарации, модифицируя эффективность системы синтеза белков в хлоропластах путем повреждения её компонентов. Поэтому, Сравнивая образцы по величине к ,, стоит использовать одинаковое время и условия фотоингибирующей обработки. [c.56]

Биологический смысл природной компетентности бактерий не вполне понятен. Процесс трансформации бактериальных клеток в природных условиях обеспечивает поддержание жизненно важного динамического состояния генома бактериальных клеток. Развитие компетентности тесно сопряжено с рекомбинацией и репарацией бактериальных хромосом и является одним из молекулярных механизмов, обеспечивающих горизонтальный перенос генов у микроорганизмов [204]. В настоящее время имеются указания на то, что донорная ДНК, которая захватывается бактериальными клетками в природных популяциях микроорганизмов, появляется не только из-за случайной гибели клеток. Развитие компетентности, по крайней мере у Strepto o us pneumoniae, индуцирует лизис части клеток этой популяции и освобождение геномной ДНК, а следовательно, процессы освобождения ДНК и ее захвата бактериальными клетками в таких системах координированы [205]. Суммируя данные о биологическом значении природной компетентности бактериальных клеток, можно заключить, что при участии этого процесса происходит обмен генетической информацией в популяциях микроорганизмов, что необходимо для поддержания генетического разнообразия вида и распространения генов, важных для выживания бактерий в изменяющихся условиях окружающей среды. Кроме того, трансформирующая ДНК может участвовать в репарации повреждений бактериальных хромосом после генотоксических воздействий [206]. [c.144]

Макрофаги и их продукты имеют существенное значение в индуктивной стадии воспаления, а также в реорганизации и поствоспа-лительной репарации ткани (левая часть схемы). Эффекторные функции макрофагов перечислены в правой части схемы. В результате их осуществления может произойти повреждение ткани, как например при реакциях гиперчувствительности замедленного типа. [c.185]

Цепь, содержащая информацию о строении белка (в направлении 5 —3 ), называется смысловой цепью, а комплементарная — антисмысловой. Антисмысловая цепь имеет большое значение при стабилизации структуры двойной спирали ДНК и участвует в процессах репликации и репарации (восстановления) поврежденных участков ДНК. Молекулы ДНК являются гигантскими полимерами. Единицами измерения длины молекулы приняты пары нуклеотидов (п. н.), тысячи пар нуклеотидов — килобазы (кб), миллионы пар оснований — мегабазы (мб). [c.62]

Синтез и секреция кортизола стимулируются не только при гипогликемии, но и при других стрессовых воздействиях (травма, высокая температура, переохлаждение, чрезмерная физическая нагрузка, инфекция, громкий звук и т. п.). Стрессовые воздействия вызывают ответную реакцию организма, направленную на устранение опасных последствий стресса. Стрессовое состояние детектируется центральной нервной системой, сигналы которой стимулируют секрецию кортикотропин-либерина в гипоталамусе, и далее синтез и секрецию кортизола в надпочечниках, как показано на рис. 15.5. Стресс часто (но не всегда) сопровождается гипогликемией, и поэтому стимуляция глюкогенеза кортизолом является антистрессовым фактором. Но, кроме того, кортизол оказывает многообразное действие на ряд клеток, тоже имеющее антистрессовое значение, в частности стимулирует синтез специфических белков, участвующих в репарации поврежденных клеток. В реакции на стресс участвуют и другие гормоны (адреналин, инсулин, глюкагон), а также ряд цитокинов. [c.404]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология