Пиримидиновые димеры

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]

Главным нарушением, возникающим под действием ультрафиолета, является насыщение двойных связей оснований и образование пиримидиновых димеров из двух соседних пиримидинов цепи ДНК- [c.75]

Поврежденные ультрафиолетом структуры после интенсивного облучения живых клеток видимым светом (в результате чего активируется фермент, расщепляющий пиримидиновые димеры) восстанавливаются. Этот процесс получил название ф о т о -реактивации. Существует еще темповая реактивация, белее сложный процесс, связанный с действием целого ряда ферментов. Эти ферменты вырезают образовавшиеся димеры из полинуклеотидной цепи, а затей заполняют оставшееся пространство нормальными нуклеотидами. [c.50]

Несколько отличный путь используется для репарации повреждений ДНК, заметно нарушающих структуру молекулы, например пиримидиновых димеров, образующихся под действием ультрафиолета. Такие повреждения удаляет специальный фермент — эндонуклеаза иугАВС (в темноте, когда не работает фотолиаза или когда повреждений в ДНК очень много), а нуклеаза разрывает фосфо-днэфирные связи с 5 - и с З -конца от поврежденного участка, а затем с помощью белка иугО, хеликазы И, поврежденный участок удаляется сопряженно с гидролизом АТР. Образующуюся брешь застраивает ДНК-полимераза I (рис. 46). [c.78]

Димеры — два соседних пиримидиновых основания ДНК, соединенные химическими связями. Известны пиримидиновые димеры трех типов, среди которых проще всего образуются тиминовые. Наличие таких димеров в живой клетке ингибирует ДНК-полимеразу и тем самым подавляет процесс репликации ДНК. Эти димеры легко образуются под влиянием ультрафиолетового облучения в больших дозах [c.49]

Наиболее изученными механизмами восстановления повреждений ДНК являются фотореактивация, вырезание повреждений и постреп-ликационное, или рекомбинационное, восстановление. Фотореактивация — наиболее простой механизм, восстанавливающий лишь индуцированные УФ-излучением повреждения ДНК, сопровождающиеся образованием пиримидиновых димеров. Особенность фотореактивации в том, что ее действие распространяется только на одну цепь ДНК и не зависит от того, является ли молекула ДНК одно- или двухцепочечной. Осуществляется фотореактивация светозависимым фотореактивирующим ферментом, обеспечивающим специфическое расщепление пиримидиновых димеров (рис. 38, А). [c.148]

Ультрафиолетовое облучение могло бы значительно облегчить получение вакцин, если бы не существовало таких явлений, как фотореактивация и другие процессы восстановления. Помимо простой химической обратимости первой стадии — присоединения воды, у большинства клеток существуют еще и биологические механизмы (некоторые из них протекают лишь на свету) залечивания повреждений, вызванных УФ-излучением и другими агентами. Показано, что в одних случаях это залечивание может сводиться к ферментативному расщеплению связей между мономерами, образующими димер. В других случаях пиримидиновые димеры удаляются путем выпадения поврежденного участка одной цепи, после чего недостающий отрезок снова достраивается с помощью соответствующих полимераз и лигаз, используя неповрежденную цепь в качестве матрицы (см. раздел Б этой главы) 1355, 433]. [c.203]

Обсуждают два возможных механизма защитного действия акридиновых красителей. Одни авторы считают, что уменьшение выхода пиримидиновых димеров в присутствии акридинов происходит в результате дезактивации ими возбужденных состояний оснований ДНК. При этом одна молекула красителя за счет синглет-синглетной или триплет-триплетной миграции может принимать энергию от 10-20 оснований. По мнению других авторов, предотвращение формирования димеров происходит за счет изменения структуры молекулы ДНК при интеркалировании красителя, что в силу бимолекулярного характера реакции фотодимеризации приводит к уменьшению ее квантового выхода. [c.438]

Экспериментальные исследования, в которых водные растворы азотистых оснований облучали пикосекундными или наносекундными импульсами УФ-излучения (266 нм), показали, что при интенсивностях выше 10 ° Вт/м происходят необратимые фотохимические изменения молекул, причем образующиеся продукты качественно отличаются от фотопродуктов одноквантовых реакций, таких, как пиримидиновые димеры и гидраты. [c.441]

Индуцируемые длинноволновым УФ-светом повреждения ДНК обусловливают инактивирующий, летальный и мутагенный эффекты при действии этого излучения на трансформирующую ДНК, бактериофаги и микроорганизмы. Сильная зависимость фотобиологических эффектов от О2, а также отсутствие фотореактивации позволяют считать, что основными летальными фотопродуктами являются одноцепочечные разрывы ДНК, а не пиримидиновые димеры, как это имеет место в случае действия коротковолнового УФ-излучения. Роль разрывов в инактивирующих эффектах длинноволнового УФ-света подтверждается данными о совпадении спектров действия фотоинактивации биологических объектов со спектром действия образования разрывов в ДНК. [c.447]

Фотодимеризация оснований (пиримидиновые димеры) [c.454]

Пиримидиновый димер искажает структуру ДНК [c.126]

Кроме циклобутановых пиримидиновых димеров при УФ-облучении нуклеотидов могут образовываться раЗ [c.235]

По сравнению с пиримидиновыми димерами количество аддуктов, возникающих при УФ-облучении, невелико. Аддукты возникают, по-видимому, не через триплетное, а через синглетное состояние, так как добавление доноров триплетного состояния тимина не сенсибилизирует их образование. [c.236]

Инактивация РНК-содержаш их вирусов протекает с участием не только одних пиримидиновых димеров. Суш,ественный вклад в инактивацию вносят и гидраты оснований. Например, из РНК облученного вируса табачной мозаики выделены следующие фотопродукты пиримидиновые гидраты, два типа циклобутановых димеров и два фотопродукта неизвестной природы. При этом на один летальный удар приходилось 1,2 гидратов урацила, [c.281]

Итак, при облучении фагов и плазмид биологически активный свет поглош,ается преимуш,ественно нуклеиновыми кислотами. Основная фотохимическая реакция, приводящая к их гибели,— образование пиримидиновых димеров и в первую очередь димеров тимина. У РНК-со-держащих вирусов определенный вклад в инактивацию вносят также фотогидраты оснований. [c.282]

Вместе с тем ряд экспериментальных фактов указывает на то, что за возникновение мутаций ответственны не только пиримидиновые димеры, но и другие [c.309]

Частым типом структурных повреждений ДНК, вызываемых УФ-излучением, является образование пиримидиновых димеров в результате ковалентного связывания соседних пиримидиновых оснований. Реже УФ вызывает разрыв водородных связей, образование межцепочечных поперечных сшивок и поперечных сшивок между ДНК и белком. Ионизирующие излучения всех видов вызывают главным образом одноцепочечные разрывы в ДНК разрывов, поражающих обе цепи, обычно на порядок меньше. Различные химические мутагены индуцируют образование внутрицепо-чечных и межцепочечных поперечных сшивок и одноцепочечные разрывы ДНК. [c.148]

Пиримидиновые димеры возникают и репарируются не только в УФ-облу- [c.965]

Обсуждение вопроса о реакциях замещения аминогруппы в цитозиновом ядре было бы неполным без рассмотрения реакций производных 5,6-дигидроцитозина. Многие реакции цитидина, и в частности рассмотренная выше реакция с гидроксиламинами, протекают через промежуточное образование дигидропроизводных. Кроме того, при фотохимических превращениях нуклеиновых кислот (гл. 12) одной из важнейших реакций является замещение аминогруппы в ядре 6-окси-5,6-дигидроцитозина и в пиримидиновых димерах, в состав которых входит цитозиновое ядро. [c.355]

Вклад двухквантовых фотоповреждений ДНК по сравнению с одноквантовыми (пиримидиновые димеры) в лазерную УФ-инактивацию плазмид, бактериофагов и микроорганизмов значительно выше. Об этом, в частности, свидетельствуют эксперименты по изучению фотореактивации УФ-облученных биологических объектов. Они показали, что с ростом интенсивности лазерного УФ-излучения (266 нм) степень фотореактивации резко уменьшается (рис. ХХХ.4). Поскольку при фотореактивации ликвидируются летальные фотопродукты только одного типа — циклобу-тановые пиримидиновые димеры ДНК, то установленный факт свидетельствует об уменьшении вклада димеров (и соответственно увеличении вклада двухквантовых фотоповреждений ДНК) в лазерную УФ-инактивацию. [c.442]

Фотореактивация. Это фотобиологический процесс, направленный на устранение УФ-индуцированных летальных фотопродуктов ДНК. Механизм этого процесса предполагает участие специального фоточувствительного фермента фотолиазы, субстратом которого являются только пиримидиновые димеры. Фотореактивация приводит к распаду димеров пиримидина. Кинетические закономерности реакции фотоферментативного расщепления димеров соответствуют кинетике классических ферментативных процессов, описываемых по схеме Михаэлиса—Ментен [c.443]

Недавно показано, что, образуя комплекс с димером, фотолиаза связывается с участком цепи ДНК в 4 пары оснований. При поглощении кванта света фотовозбужденный флавиновый хромофор фотолиазы донирует электрон димеру с образованием аниона пиримидинового димера. Эта форма нестабильна и спонтанно распадается на два свободных пиримидина плюс электрон. Восстановление флавинового хромофора может затем происходить путем захвата электрона от распавшегося аниона димера. [c.443]

Длинноволновый УФ-свет индуцирует в ДНК образование двух основных фо-топродуктов пиримидиновых димеров и одноцепочечных разрывов. Выход димеров не зависит от того, в каких условиях производят облучение ДНК — аэробных или анаэробных, т. е. процесс образовании димеров не является кислродзависимым. В то же время разрывы наблюдаются только при облучении ДНК в присутствии О2. Эти данные свидетельствуют о различных механизмах образования двух типов фотопродуктов. С другой стороны, очевидно, что в обоих случаях молекула ДНК не может служить первичным хромофором при действии УФ-излучения длин волн больше 320 нм, поскольку длинноволновая граница ее поглощения лежит при 300-310 нм. Следовательно, и димеры, и разрывы должны образовываться не за счет прямого поглощения квантов молекулой ДНК, а косвенным путем с участием определенных молекул — хромофоров, тесно связанных с ДНК. Очевидно, что как сами хромофоры, так и механизмы сенсибилизируемых ими фотохимических реакций, приводящих к образованию димеров и разрывов, должны [c.444]

Отсутствие зависимости от О2 выхода пиримидиновых димеров при облучении ДНК длинноволновым УФ-светом свидительствует о том, что их образование осуществляется не по фотодинамическому механизму, а путем молекулярной фотосенсибилизации, при которой энергия возбуждения с молекулы хромофора, поглотившей квант света, переносится на пиримидиновое основание ДНК. (Выше был рассмотрен пример образования димеров по такому механизму, когда в качестве первичного хромофора-сенсибилизатора выступала молекула ацетофенона). [c.447]

О роли репарационных процессов свидетельствует тот факт, что клетки затрачивают большую часть своих ресурсов иа производство репарационных ферментов. Обширные исследования, нроведенные на дрожжах, выявили у них свыше 50 различных генов, кодирующих гакие ферменты. Не менее сложны пути репарации ДНК у человека. Выяснилось, что у больных с пигментной ксеродермой нарушен процесс репарации обширных повреждений, в котором, как показывает геиетический анализ, участвует не менее 7 различных генных продуктов. У таких больных в клетках накапливаются пиримидиновые димеры, что приводит к тяжелому поражению кожи, включая рак. [c.284]

На доминирующую роль пиримидиновых димеров и прежде всего димеров тимина в гибели фагов прямо указывают опыты Г. Б. Завильгельского с сотр. Ими была обнаружена прямая пропорциональная зависимость между абсолютным числом тиминовых остатков и поперечным сечением инактивации у природной и репликативной однотяжевой ДНК фага фХ174. Хроматографический анализ гидролизированной ДНК фагов Т4 и фХ174, облученных биологическими дозами ультрафиолетового [c.280]

ПО данным Сетлоу, клетка Е. соИ Bs i гибнет только после образования в ней 10 циклобутановых пиримидиновых димеров. Это означает, что 9 из 10 димеров неле-тальны для клеток. [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]

Как уже упоминалось, фотореактивирующий энзим обладает повышенным сродством к пиримидиновым димерам и его действие сводится к их мономеризации. С наибольшей скоростью мономеризуются димеры тимина, [c.295]

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]

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]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология