Репарация ДНК

Другим синдромом болезни, наблюдаемой у людей, при которой нарушается репарация ДНК, является прогерия — состояние, приводящее к преждевременному старению и многим биохимическим аномалиям, а также к атаксической телеангиэктазии. Фибробласты кожи таких больных в культуре не способны к репарации повреждений типа тех, [c.292]

Метилирование не только способствует репарации ДНК. но может, напротив, облегчать мутагенез. В природе широко распространено-метилирование цитозина. Каждый метилированный цитозин потенциально мутагенен, поскольку продуктом его спонтанного дезаминирования является тимин, нормальное для ДНК основание, а не урацил (продукт дезаминирования цитозина), который удаляется урацил-ДНК-гликозилазой (см. раздел 3 этой главы). У Е. oli за счет активности гена dem цитозины метилированы в последовательности GG. Показано, что метилированный (внутренний) цитозин в Этой последовательности действительно является горячей точкой мутагенеза . [c.83]

Принципы репарации ДНК у различных организмов сходны, поэтому рассмотрим эти принципы на примере Е. соИ, где они сравнительно хорошо изучены. [c.73]

Re А Бактериальный белок, участвующий в рекомбинации и репарации ДНК. [c.559]

И г Контроль правильного чередования дезоксирибонуклеотидов в ново-синтезированной цепи ДНК. Репарация ДНК [c.451]

Несмотря на эффективность механизмов коррекции и репарации ДНК, часть повреждений или ошибок при репликации ДНК остается все же неисправленной. Это в свою очередь приводит к изменениям в геноме организма, которые могут сохраняться и наследоваться. Постоянные изменения, передающиеся по наследству в процессе репликации, называются мутациями. [c.969]

ДНК-полимераза состоит из одного полипептида размером около 40 кД. Действие этого фермента, видимо, не процессивно. Наибольшая активность наблюдается на двуцепочечной ДНК с короткими брешами. Можно думать, что основная роль этой полимеразы состоит в репарации ДНК. [c.51]

Видимо, уже на ранних стадиях эволюции ДНК заменила РНК в качестве носителя генетической информации. Этому гипотетическому событию должны были способствовать большая химическая устойчивость ДНК. связанная с заменой рибозы на дезоксирибозу, и двуцепочечное строение, скрывающее целый ряд реакционноспособных группировок. Но несмотря на свои преимущества , ДНК постоянно подвергается химическим изменениям, как спонтанным, так и индуцируемым мутагенами и даже клеточными метаболитами. Еще одна обычная причина повреждений ДНК — радиация и ультрафиолетовое облучение. Большинство происходящих с ДНК изменений недопустимы они либо приводят к вредным мутациям, либо блокируют репликацию ДНК и вызывают гибель клеток. Поэтому все клетки имеют специальные системы исправления повреждений, репарации ДНК- Нарушение этих систем губительно. Репарация ультрафиолетовых повреждений ДНК нарушена у людей, страдающих тяжелым наследственным заболеванием — пигментной ксеро-дермой. Такие больные не могут бывать на солнце и обычно умирают в раннем возрасте от какого-либо злокачественного заболевания. [c.73]

Системы репликации и репарации ДНК хоть и очень редко, но все же ошибаются. В результате в ДНК может включиться неправильный , т.е, не комплементарный матрице, нуклеотид. Другой источник неспаренных нуклеотидов — гомологичная рекомбинация, в ходе которой образуются гетеродуплексы, состоящие из двух комплементарных цепей, исходно принадлежавших разным молекулам ДНК (см. гл. IV), Такие нарушения структуры ДНК репари-р ются, по крайней. мере у бактерий и низших эукариот. Система репарации должна каки.м-то образом отличать друг от друга две цепи одной. молекулы ДНК, чтобы решить, какой из двух неспарен-ных нуклеотидов правильный , и за.менить неправильный нуклеотид на нуклеотид, ко.мплеиентарный правильному . [c.81]

В клетках (как и в пищеварительном канале) нуклеиновые кислоты постоянно подвергаются атаке со стороны различных нуклеаз. Например, существенным фактором в регуляции синтеза белков является разрушение— как правило, довольно быстрое — информационных РНК-Хотя ДНК сама по себе очень устойчива, нуклеазы призваны вырезать поврежденные сегменты из одиночных цепей, что является важной частью процесса репарации ДНК (гл. 15, разд. 3,2). Таким образом, наблюдается активное расщепление полинуклеотидов на мононуклеотиды, гидролизуемые далее фосфатазами до нуклеозидов. Нуклеозиды превращаются в свободные основания под действием нуклеозидфосфорилаз [уравнение (14-52)]. Дальнейший распад цитозина начинается его де- [c.166]

Изменения в структуре ДНК встречаются очень редко. Так, например, в среднем ген может удвоиться 10 раз, прежде чем произойдет заметная мутация [128а]. Тем не менее, работая с бактериями нли бактериофагами, мы можем обследовать чрезвычайно большое число особей в поисках мутаций. Если, например, посеять один миллион вирусных частиц на чашку с агаром в условиях, позволяющих распознать мутацию определенного гена, то в среднем мы можем надеяться обнаружить один мутант. Наиболее часто встречаются мутации, обусловленные заменами пар оснований (точковые мутации). Оии происходят в результате включения неправильного основания при репликации или репарации ДНК. При таких мутациях одно основание в триплете кодона замещается другим. В результате возникает другой кодон, что приводит к замене в соответствующем белке одной аминокислоты на другую . Замену одного пиримидина на другой С—)-Т или Т—)-С) или одного пурина на другой пурин иногда называют транзицией, тогда как замену пурина на пиримидин или, [c.246]

Чтобы обеспечить образование непрерывной цепи ДНК из многих таких фрагментов, в действие вступает особая система репарации ДНК, удаляющая РНК-затравку и заменяющая ее на ДНК. У бактерий РНК-затравка удаляется нуклеотид за нуклеотидом благодаря 5 -> З -экзонуклеазной активности ДНК-полимеразы. При этом каждый отщепленный рибонуклеотидный мономер замещается соответствующим дезоксирибонуклеотидом (в качестве затравки используется З -конец синтезированного на старой цепи фрагмента). Завершает весь процесс фермент ДНК-лигаза, катализирующий образование фосфодиэфирной связи между группой З -ОН нового фрагмента ДНК и 5 -фосфатной группой предыдущего фрагмента. Образование этой связи требует затраты энергии, к-рая поставляется в ходе сопряженного гидролиза пирофосфатной связи кофермента-никотинамидадениндинуклеотида (в бактериальных клетках) или АТФ (в животных клетках и у бактериофагов). [c.253]

Технология микроклонального размножения. Обязательное условие клонального микроразмножения — использование объектов, полностью сохраняющих генетическую стабильность на всех этапах процесса, от экспланта до растений в поле. Такому требованию удовлетворяют апексы и пазущные почки органов стеблевого происхождения, т. е. меристематические ткани. Их устойчивость к генетическим изменениям, вероятно, связана с высокой активностью систем репарации ДНК, а также с негативной селекцией измененных клеток. [c.194]

Важную функцию соединения двух цепей ДНК или замыкания двух концов одной цепи ДНК в процессе репликации либо репарации ДНК выполняет особый фермент—ДНК-лигаза, катализирующая за счет энергии АТФ образование фосфодиэфириой связи между З -ОН-группой дезоксирибозы одной цепи и 5 -фосфатной группой другой цепи ДНК. [c.480]

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]

Обязательным процессом, происходящим при клеточном делении одноклеточных организмов, является репликация ДНК. Это справедливо также практически во всех случаях клеточного деления многоклеточных организмов. Обычно процесс требует также увеличения количества РНК и белковых молекул. Все эти биополимеры могут быть синтезированы из соответствуюн их мономеров внутри клетки в соответствии с клеточными программами. Синтез белков и РНК de novo обычно необходим и для функционирования неделящихся клеток. Кроме того, в таких клетках может также происходить синтез ДНК для того, чтобы реставрировать повреждения молекул ДНК, полученные вследствие действия различных химических и физических факторов, — так называемая репарация ДНК. Все эти процессы должны быть обеспечены соответствующими мономерами. Мономеры могут быть получены как из клетки, так и из окружающей среды. Получение мономеров внутри клетки возможно двумя противоположными способами биосинтезом, начинающимся из простых химических соединений, и гидролизом биополимеров, захваченных организмом. В обоих случаях необходимый материал должен быть перенесен из окружающей среды, а соответствующие химические превращения должны совершиться внутри клетки. Таким образом, основное свойство жизни требует, чтобы в клетке непрерывно проис.кодмли определенные химические превращения. Это, как правило, должно сопровождаться, во-первых, доставкой в клетку внешних материалов и, во-вторых, удалением из клетки побочных продуктов этих превращений. Следовательно, наследственные программы, присущие живым организмам, не могут быть реализованы без помощи ряда биохимических процессов, другими словами, без метаболизма. [c.21]

Поскольку ДНК хроматинВ на определенной фазе жизнедеятельности клетки должна удваиваться, а кроме того, на ней, как па матрице, должны синтезироваться новые молекулы РНК, то в тесном контакте с хроматином находится весь аппарат, принимающий участие в синтезе 1ювых молекул ДНК и РНК, а таюке весь аппарат, участвующий в исправлении повреждений, возникающих по тем или иным причинам в молекулах ДНК, т.е. весь аппарат репарации ДНК. Каждый из этих процессов — репликация, репарация и транскрипция ДНК в клетках эукариот — требует участия елого набора ферментов и вспомогательных белковых факторов. Поэтому полная картина функционирующего хроматина является исключительно сложной и во многих деталях еще не установленной. [c.111]

Молекулы ДНК живых организмов неизбежно подвергаются действию различных повреждающих факторов химических реагентов, ультрафиолетового облучения и более жесткой радиации. Двунитевая структура ДНК существенно уменьшает опасность необратимого повреждения наследственной информации. Бели повреждение происходит на каком-то участке в пределах одной цепи, а вторая цепь на этом же участке оказывается незатронутой, то сохранившаяся в ней информация дает принципиальную возможность исправить повреждение. В клетках имеется большая группа ферментов, осуществляющих репарацию ДНК, т. е. занятых исправлением нарушений, возникших в наследственной прогршме на одной из цепей ДНК. Детальное рассмотрение системы репарации выходит за рамки данного курса. Общую, наиболее распространенную стратегию репарации можно рассмотреть на примере репарации повреждений, возникающих при действии азотистой кислоты, которая образуется в природе в результате грозовых разрядов в атмосфере и приносится на землю сопутствующими ливневыми дождями . [c.166]

Непосредственно синтез новой цепи ДНК осуществляется при помощи ДНК-полимераз. У прокариот найдено три типа этих ферментов, а именно ДНК-полимераза I, ДНК-полимераза II и ДНК-полимераза III. ДНК-полимераза I — протомер с молекулярной массой около 100 kDa. Фермент полифунк-ционален он обладает полимеразной и нуклеазной активностью. Принимает участие в процессах репарации ДНК. Роль ДНК-полимеразы П пока не совсем ясна, известно, однако, что мутации генов, ее кодирующих, не сказываются на жизнеспособности клеток. Из этих ферментов ДНК-полимераза П1 оказалась наиболее функционально значимой именно этот фермент катализирует наращивание полинуклеотидной цепи ДНК. Он является олигомером и состоит из семи неравнозначных субъединиц, одна из которых обладает наибольшей полимеразной активностью. Оказалось, однако, что ДНК-полимераза III не может самостоятельно присоединяться к цепи ДНК и инициировать образование новой цепи, поэтому синтез должен быть инициирован какой-то другой структурой. Такой структурой является фрагмент РНК, который синтезируется в сайте инициации и к которому присоединяется ДНК-полимераза. Этот фрагмент называется праймером, а РНК-полимераза, катализирующая его образование, — праймазой. [c.451]

Третий том посвяшен биохимии человека и включает данные по пищеварению и всасыванию, интеграции обмена веществ, гормонам и питанию человека рассмотрены вопросы, связанные с передачей генетической информации, структурой хромосом и генов, синтезом белка и его регуляцией, процессами репарации ДНК, мутащ ями, рекомбинацией и клонированием генов. Предназначена для биологов разных специальностей, медиков, студентов и всех лиц, интересующихся молекулярными основами процессов жизнедеятельности. [c.740]

Было обнаружено множество других вариантов репарации ДНК, но и приве-денньк примеров достаточно, чтобы по- [c.968]

Молекулярная биология. Структура и биосинтез нуклеиновых кислот (1990) -- [ c.48 , c.51 , c.73 , c.74 , c.75 , c.76 , c.77 , c.78 , c.79 , c.80 , c.81 , c.82 , c.83 , c.95 , c.202 , c.204 ]

Биохимия Том 3 (1980) -- [ c.271 , c.291 , c.293 ]

Молекулярная биология (1990) -- [ c.48 , c.51 , c.73 , c.84 , c.95 , c.202 , c.204 ]

Биологическая химия (2002) -- [ c.21 , c.166 ]

Основы биохимии Т 1,2,3 (1985) -- [ c.964 , c.965 , c.966 , c.967 , c.968 ]

Общая микробиология (1987) -- [ c.445 , c.447 ]

Биохимический справочник (1979) -- [ c.73 ]

Молекулярная биология клетки Т.3 Изд.2 (1994) -- [ c.276 ]

Искусственные генетические системы Т.1 (2004) -- [ c.0 ]

Молекулярная биология клетки Сборник задач (1994) -- [ c.19 , c.20 , c.21 , c.22 ]

Молекулярная биология клетки Т.3 Изд.2 (1994) -- [ c.276 ]

Биологическая химия (2004) -- [ c.155 , c.189 ]

Биохимия Т.3 Изд.2 (1985) -- [ c.35 , c.36 ]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология