Стр. 62 - biohimia

Упрощенная HTML-версия

Биологическая химия
62
3.3. Репарация ошибок и повреждений ДНК
Несмотря на высокую точность репликации, в молекуле ДНК постоянно
происходят повреждения, вызванные УФО, радиационным излучением, дей-
ствием разнообразных веществ внешней и внутренней среды. Под влиянием
этих физических и химических факторов в структуре ДНК происходит:
дезаминирование оснований (из цитозина образуется урацил);
депуринизация — гидролитическое отщепление пуриновых оснований;
образование пиримидиновых димеров;
разрыв нуклеотидных цепей;
появление ковалентных сшивок между цепями или между цепями и ги-
стонами;
включение некомплементарного основания, вызванное ошибками репли-
кации.
За сутки в каждой клетке происходят тысячи повреждений ДНК. Исправле-
ние нарушений в структуре макромолекулы осуществляют системы репарации
ДНК, которые функционируют в ядре клеток постоянно вне зависимости от
фаз клеточного цикла. Универсальная система репарации работает следующим
образом (рис. 3.13):
Специфическая эндонуклеаза обнаруживает нарушение комплементар-
ности и гидролитически расщепляет 3',5'-фосфодиэфирную связь в по-
врежденной нити ДНК.
Экзонуклеаза удаляет около 30 нуклеотидных остатков по обе стороны от
места разрыва.
К 3'-концу образовавшейся «бреши» присоединятся ДНК-полимераза
β
и,используя дНТФ в качестве субстратов и доноров энергии, заполнят
«брешь».
Одиночный разрыв между вновь синтезированной и основной нитями
ДНК устраняет ДНК-лигаза, использующая АТФ в качестве источника
энергии.
В ряде случаев в репарации участвуют и некоторые другие ферменты. Так, если
произошло дезаминирование азотистых оснований (например, цитозин превра-
тился в урацил), то некомплементарное основание может удалять фермент
ДНК-
гликозилаза
. Затем участок, лишенный азотистого основания (АП-сайт),
обнаруживает
АП-эндонуклеаза,
гидролизующая апуринизированный или апи
-
римидинизированный сахарофосфатный остов, а далее работает универсальный
механизм репарации. Иногда к дезоксирибозе, лишившейся поврежденного
основания — АП-сайта, фермент
ДНК-инсертаза
присоединяет основание по
принципу комплементарности, ликвидируя повреждение в структуре ДНК.