Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Биология -> Кудряшов Ю.Б. -> "Основы радиационной биофизики" -> 69

Основы радиационной биофизики - Кудряшов Ю.Б.

Кудряшов Ю.Б., Беренфельд Б.С. Основы радиационной биофизики — Москва, 1982. — 304 c.
Скачать (прямая ссылка): osnoviradicionnoybiofiziki1982.djvu
Предыдущая << 1 .. 63 64 65 66 67 68 < 69 > 70 71 72 73 74 75 .. 144 >> Следующая

В дальнейшем были изучены ферментативные механизмы рассматриваемого типа репарации ДНК. Согласно схеме, предложенной Говард-Фландерсом, одна или несколько молекул фермента, кодируемого генами uvr А и uvr В, постоянно «обегает» кольцевой бактериальный геном, «выискивая» в двойной спирали ДНК структурные нарушения. Когда такой фермент сталкивается с повреждениями ДНК, обусловленными появлением тиминовых .пимеров,, он вызывает два разрыва в полинуклеотидной цепи. В результате происходит эксцизия тиминового димера вместе с несколькими со-
седними нуклеотидами. Другой вариант состоит в том, что фермент вызывает лишь один разрыв с 5'-стороны повреждения, что позволяет ДНК-полимеразе I вырезать поврежденный участок под действием своей б'-З'-экзонуклеазной активности. Образующаяся •брешь заполняется под действием репарирующей ДНК-ролимера-зы J, добавляющей нуклеотиды к З'-ОН-концу старой п©линуклео-тидной цепи, используя в качестве матрицы неповрежденную комплементарную цепь ДНК, в которой нет’ УФ-повреждений. Завершается процесс восстановления двойной спирали образованием с помощью ДНК-лигазы фосфодиэфирной связи между З'-ОН-кон-цом последнего нуклеотида, включенного при репарационной репликации, и б'-концом старой полинуклеотидной цепи.
Помимо рассмотренного механизма, названного «выщепление — замещение», у бактерий обнаружен и принципиально иной путь репарации УФ-повреждений. В 1950 г. Дулбеко наблюдал резкое возрастание способности Е. coli репарировать повреждения Т-чет-ных фагов, если зараженные этим фагом бактерии после УФ-облу-чения осветить сильной вспышкой видимого света. Оказалось, что у Е. coli имеется фотореактивирующий фермент, детерминируемый геном phr. Этот фермент при воздействии светом с длиной волны 300—500 нм осуществляет прямое превращение тлминовых димеров в нормальные основания без эксцизии.
Еще один механизм репарации УФ-повреждений был расшифрован с помощью Иес-мутантов Е. coli, открытых Кларком в 1965 г. Эти мутанты обладали способностью к эксцизионной репарации тиминовых димеров и тем не кенее оказались необыкновенно чувствительными к УФ-облучению. Помимо высокой чувствительности к ультрафиолету Нес_-мута;нты неспособны к генетической рекомбинации ни при конъюгации, ни при трансдукцпи. Связь между репарацией повреждений ДНК и генетической рекомбинацией была установлена в работах Говард-Фландерса, доказавшего, что кроме механизма «выщепления — замещения» в ¦бактериальной клетке существуют возможности исправления дефектной дочерней ДНК, образующейся при репликации нерепари-рованной облученной родительской ДНК. Первая после облучения ДНК-копия образуется в форме полинуклеотидной цепи с разрывами. Брешь возникает в дочерней цепи напротив тиминового димера матричной родительской цепи в результате препятствия для продвижения ДНК-полимеразы. Однако всего через 1 ч после синтеза таких разорванных цепей в клетке обнаруживаются непрерывные цепи ДНК нормальной длины. Бреши заполняются в результате пострепликативной репарации, осуществляемой за счет генетической рекомбинации между комплементарными сестринскими нитями, несущими разрывы. Из этого следует, что как отсутствие способности к генетической рекомбинации, так и высокая чувствительность к ультрафиолету у мутантов Rec- обусловлены дефектом системы, отвечающей за рекомбинационные события.
По-видимому, все возможные пути репарации УФ-повреждений бактериальной ДНК исчерпываются процессами, контролируемыми генами uvr, гес и фотореактивацией. В отсутствие видимого света двойные мутанты по генам uvr и гес погибают в результате возникновения в их геноме всего одного тиминового димера.
Расшифровка молекулярных механизмов репарации УФ-по-вреждений бактериальной ДНК существенно расширила представления о функционировании генома и показала, что в клетке существуют генетически детерминированные системы ферментов, поддерживающие целостность генетической информации и, если надо, исправляющие ее. В дальнейшем было доказано, что в общих чертах сходная система существует в клетках млекопитающих. Благодаря активности репаративной системы клетки способны поддерживать целостность генома в случае повреждений, наносимых не только УФ-излучением, но и ионизирующей радиацией, канцерогенами и мутагенами.
Облучение клеток млекопитающих ионизирующей радиацией приводит к появлению в ДНК сложного спектра первичных повреждений, который обычно делят на три группы: 1) модификации и потери азотистых оснований, на долю которых приходится основное количество повреждений ДНК; 2) однонитевые разрывы полинуклеотидных цепей, которых образуется в 2,0—2,5 раза меньше, и двунитевые разрывы, возникающие еще примерно в 10 раз реже; 3) нарушение вторичной структуры и надмолекулярной организации ДНК, вклад которых в общую картину повреждений пока еще мало изучен.
В последние десять лет были проведены интенсивные исследования механизмов репарации повреждений ДНК, вызванных 'ионизирующей радиацией. Эти работы вызвали большой интерес не только среди радиобиологов, но и среди генетиков, молекулярных биологов, биохимиков. Накоплен обширный экспериментальный материал, зачастую противоречивый и нуждающийся в дальнейшем уточнении.
Предыдущая << 1 .. 63 64 65 66 67 68 < 69 > 70 71 72 73 74 75 .. 144 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

Есть, чем поделиться? Отправьте
материал
нам
Авторские права © 2009 BooksShare.
Все права защищены.
Rambler's Top100

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed