Репарация темновая

Рис. 56. Эксцизионная темновая репарация

Рис. 82. Схема работы ферментов, участвующих в темновой репарации

Вырезание повреждений — основной темновой механизм восстановления различных одноцепочечных повреждений ДНК, в том числе и пиримидиновых димеров. Особенность этого механизма репарации в том, что восстановление одноцепочечных повреждений происходит только тогда, когда не повреждена комплементарная цепь молекулы ДНК. В процессе темновой репарации происходит вырезание в одной из цепей молекулы ДНК коротких сегментов (длиной около 30 нуклеотидов), содер- [c.148]

А. СИСТЕМЫ ТЕМНОВОЙ РЕПАРАЦИИ [c.488]

Защитой генетического материала от повреждающего действия мутагенов независимо от их природы служат репарационные системы фотореактивация и темновая репарация). [c.239]

Ультрафиолет в зависимости от длины волны и дозы может вызывать как летальный, так и мутагенный эффект. При этом наблюдается повреждение прежде всего молекул ДНК (особенно при X = 260 нм). В молекуле возникают тиминовые димеры, ингибирующие репликацию. Эти повреждения могут быть устранены двумя путями фотореактивацией и темновой репарацией. В первом случае на поврежденное место садится фермент, активируемый синим (видимым) светом, и исправляет структуру ДНК, устраняя связи между тиминовыми основаниями в димерах. Во втором случае свет не нужен, работают ферменты эндонуклеаза (вырезает поврежденный участок), полимераза (синтезирует правильную структуру по комплементарной цепи) и лигаза (сшивает синтезированные последовательности). [c.100]

Одним из основных путей устранения клеткой опасных для жизни повреждений генома является выработанный в ходе эволюции ферментативный аппарат темновой репарации. Основной принцип работы этого аппарата заключается в удалении (эксцизии) фотохимически поврежденных участков полинуклеотидной цепи с последующей застройкой дефекта нормальными молекулярными компонентами (нуклеотидами). Результат деятельности системы темновой репарации — прогрессирующее во времени уменьшение содержания димеров в ДНК клетки. после УФ-облучения, сопровождающееся стехиометриче-ским ростом концентрации свободных, не включенных в [c.298]

Необходимо отметить, что разнообразные пострадиационные воздействия, препятствующие репликации ДНК и делению клеток — длительное (несколько часов) выдерживание в средах, лишенных источников полноценного питания (вода, буфер, физиологический раствор, синтетические среды без глюкозы или азотистых веществ), добавление ингибиторов макромолекулярных синтезов и дыхания и т. д., снижают степень биологического повреждения их благодаря созданию оптимальных условий для работы системы темновой репарации. [c.304]

Система темновой репарации клетки-хозяина устраняет также фотохимические повреждения ДНК бактерио-фагов. [c.304]

С другой стороны, бактериофаги Т2, Т4, Тб не восстанавливаются системой темновой репарации клетки-хозяина, но их геном содержит специальные гены, определяющие синтез в клетке-хозяине особых репарирующих ферментов. [c.304]

Наконец, у вирусов описано явление неспецифической репарации — множественной и перекрестной реактивации, прямо ие связанной с системой темновой репарации. Обнаруженная Лурия множественная реактивация заключается в восстановлении жизнеспособности фагов при инфицировании клетки большим числом убитых ультрафиолетовым светом фагов, когда из инактивированных фаговых частиц образуется полноценное потомство. Под перекрестной реактивацией понимают восстановление жизнеспособности убитого фага при множественном инфицировании клетки этим фагом и другим, необлученным, отличающимся от первого своим геномом. Это явление нередко называют спасением маркеров . Ё основе множественной и перекрестной реактивации лежит реконструкция интактной ДНК из неповрежденных фрагментов нескольких молекул ДНК фагов в ходе генетической комплементации и рекомби нации. [c.304]

Вырезание повреждений — основной темновой механизм восстановления различных одноцепочечных повреждений ДНК, в том числе и пиримидиновых димеров. Особенность этого механизма репарации в том, что восстановление одноцепочечных повреждений происходит только тогда, когда не повреждена комплементарная цепь молекулы ДНК. В процессе темновой репарации происходит вырезание в одной из цепей молекулы ДНК коротких сегментов (длиной около 30 нуклеотидов), содержащих поврежденный участок, и последующее заполнение образовавшейся бреши комплементарными нуклеотидами с использованием неповрежденной цепи ДНК в качестве матрицы (рис. 41,5). [c.130]

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]

По мнению Фишера [586], сначала в подповерхностные слои почвы или другие затененные оазисы , куда ультрафиолет проникал плохо, могли выйти почвевные растения . Далее, не все организмы были одинаково чувствительны к этому излучению. Некоторые могли (не только на суше, но уже в воде) (развить специальные защитные механизмы. Важный способ защиты состоял в том, что1бы развить замечательные механизмы для репарации ДНК, поврежденной ультрафиолетом, столь активно действующие и теперь [415, 789, 1394, 1 580]. (Между прочим, некоторые из этих механизмов устраняют также повреждения, нанесенные ионизирующим излучением, хотя этот вид излучения, по-видимаму, ни разу в ходе эволюции не представлял для жизни серьеаной опасности. Существуют темновые репарационные процессы, которые действуют путем разрезания и склеивания поврежденной цепи ДНК, используя вторую, целую цепь как матрицу.) Предполагалось также [1596], что некоторые ранние организмы имели защитное покрытие, состоявшее из пуринов или пиримидинов и экранировавшее ультрафиолетовую радиацию. [c.214]

Какие же фотоповреждения ДНК в клетке приводят к ее гибели Считается, что к летальным повреждениям клеток приводит образование пиримидиновых, прежде всего тиминовых димеров. Об этом свидетельствуют следующие факты 1) увеличение фоточувствительности ряда микроорганизмов по мере увеличения в них содержания тимина 2) обнаружение димеров в гидролизатах ДНК клеток, облученных ультрафиолетовым светом в дозах Оз7—Одо, причем различные воздействия на клетку, увеличивающие или уменьшающие ее фоточувствительность, сопровождаются аналогичным изменением концентрации димеров тимина в клетке 3) возможность снятия значительной части летального действия УФ-излу-чения видимым светом (фотореактивация), величина которого во многих случаях коррелирует с мономеризацией димеров 4) способность ферментов темновой репарации, [c.285]

Образованием сшивок ДНК — белок можно объяснить и гибель животных клеток в культуре. По данным Александера и Моросона, выживаемость клеток лимфомы и HeLa хорошо коррелирует с уменьшением экстрагируемости ДНК, т. е. с количеством сшивок ДНК — белок. Косвенным свидетельством в пользу возникновения при УФ-облучении сшивок ДНК— белок является отсутствие строгого параллелизма между количеством димеров и выживаемостью животных клеток в культуре в условиях низкой активности системы темновой репарации. [c.286]

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]

Существует несколько рабочих гипотез, исходя из которых пытаются объяснить механизм фотореактивации II. Согласно одной из них, свет с длиной волны 334 нм подавляет рост н деление клеток, создавая тем самым благоприятные условия для работы системы темновой репарации — повышение эффективности выщепле-ния — замещения димеров. Исходя из другой гипотезы, непрямую фотореактивацию связывают с разрушением в клетке хинонов, входящих в состав электронно-транспортной цепи. [c.296]

Впервые на существование в клетке темновой репарации указали в 1964 г. Сетлоу и Кэрие, Бойс и Ховард- [c.299]

Фландерс. К настоящему времени выявлено, по крайней мере, три основных типа темновой репарации —эксцизионная, пострепликативная и так называемая 508-репа-рация. В эксцизионной репарации выделяют четыре основные стадии (рис. 56) 1) обнаружение, места по-- [c.299]

Необходимо подчеркнуть, что описанные стадии темновой репарации происходят перед репликацией ДНК (делением клеток) и независимо от нее. Поэтому этот механизм получил также название предрепликативной репарации. [c.300]

Следует отметить, что к настоящему времени в экспериментах с Е. соИ накоплено большое число фактов, которые невозможно объяснить с помощью двух рассмотренных выше механизмов темновой репарации. Например, каким образом происходит восстановление ДНК при повреждении противолежащих участков обеих ее нитей, когда вообще отсутствует матрица для застройки возникающих на их месте брешей. Этот и другие факты стимулировали выдвижение представлений о новом гипотетическом механизме — SOS-репарации (80S — международный сигнал бедствия) или иидуцибельной репарации с ошибками. [c.301]

Одновременное повреждение, локусов ДНК, ответственных за синтез ферментов темновой репарации (uvr-) и рекомбинации (гее-) у двойных мутантов, приводит к столь резкому повышению фоточувствительности (ЬОз7=0,02 Дж/м ), что клетка гибнет при образовании лишь одного пиримидинового димера. [c.303]

Как и другие дефекты ДНК, мутационные повреждения фотореактивируются и элиминируются ферментами темновой репарации. У некоторых штаммов Е. oli фотореактивируются только те повреждения, которые вызываются малыми дозами ультрафиолетового света. У мутантов Е. соИ, дефектных по ферментам темновой репарации, повышенная мутабильность сохраняется на протяжении четырех поколений, прогрессивно уменьшаясь в каждой последующей генерации. По мнению Виткин, почти все УФ-индуцированные мутации реализуются до второй пострадиационной репликации ДНК. [c.311]

В многочисленных экспериментах показано, что, как и для других генетических эффектов (мутация, индукция профага), зависимость частоты рекомбинации от дозы ультрафиолетового света описывается куполообразной кривой с максимумом. Подобная зависимость Kogee всего отражает наложение двух одноударных процессов активацию хромосомы (F+) мужской клетки при включении в нее половой эписомы (интеграция) и предотвращение переноса активированной хромосомы. Ингибирование переноса хромосомы донора к акцептору является следствием либо прямых, либо косвенных разрывов полинуклеотидной цепи, возникающих при темновой репарации. Молекулярные механизмы активации хромосомы (F+), приводящей к увеличению частоты рекомбинаций, не выяснены. Предполагается, что этому способствуют однонитевые разрывы ДНК половой эписомы. Увеличение частоты рекомбинаций наблюдается только у штаммов с неинтегрированной половой эписомой. У остальных штаммов рекомбинация подавляется по одноударному механизму в результате торможения переноса ДНК. [c.312]

В настоящее время не вызывает сомнения наличие в клетках млекопитающих эффективных систем дорепликативной реларации, участвующих в воссоединении однонитевых и двунигевых разрывов. В зависимости от природы концевых участков в месте разрыва в процесс вовлекаются различные ферментативные системы ДНК-лигазы, ДНК-полимеразы, эндо- и экзонуклеазы. Пробелы, возникающие в полинуклеотидной цепи вследствие освобождения нуклеозидов из ДНК, восстанавливаются за счет системы эксци-зионной репарации, подобной (хотя и менее эффективной) темновой репарации УФ-повреждений у бактерий. [c.149]

В 1964 г. Р. Сетлоу на основе своих экспериментов с Es heri hia oli показал, что у нее имеется ферментная система, репари-руюш,ая большинство первичных ультрафиолетовых повреждений, когда вырезаются гибельные тиминовые димеры из облученных полинуклеотидных цепей и заменяются нормальными тиминовыми основаниями. Так возникло учение о системе клеточных генетических репараций. Первоначально репарирующие системы были обнаружены только у бактерий и фагов, теперь они известны у грибов, водорослей и в клетках высших растений и животных. Установлено несколько видов репараций, но наиболее хорошо сейчас изучены две из них — фотореактивация и темновая репарация. [c.196]

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]

В настоящее время выявлены три основных механизма репарации ДНК фото-реактивация, эксцизионная репарация и пострепликативная репарация (рис. 6.17). Последние два типа называют также темновой репарацией. [c.132]

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]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология