Репарация ДНК: различия между версиями

'''Репарация''' (от {{lang-latla|reparatio}} — восстановление) — особая функция [[Клетка|клеток]], заключающаяся в способности исправлять [[Повреждение ДНК|химические повреждения и разрывы]] в молекулах [[Дезоксирибонуклеиновая кислота|ДНК]], повреждённых при нормальном биосинтезе ДНК в клетке или в результате воздействия физических или химических реагентов. Осуществляется специальными ферментными системами клетки. Ряд наследственных болезней (напр., [[Ксеродерма|пигментная ксеродерма]]) связан с нарушениями систем репарации.

Позднее при изучении генетического контроля чувствительности [[бактерии|бактерий]] к УФ-свету и ионизирующим излучениям была обнаружена ''темновая репарация'' — свойство клеток ликвидировать повреждения в ДНК без участия видимого света. Механизм темновой репарации облученныхоблучённых УФ-светом [[бактерии|бактериальных клеток]] был предсказан А. П. Говард-Фландерсом и экспериментально подтвержденподтверждён в [[1964 год]] годуу Ф. Ханавальтом и Д. Петиджоном (США). Было показано, что у [[бактерии|бактерий]] после облучения происходит вырезание поврежденныхповреждённых участков ДНК с измененнымиизменёнными [[нуклеотид]]ами и ресинтез ДНК в образовавшихся пробелах.

[[Линдаль, Томас|Томас Линдаль]], [[Санджар, Азиз|Азиз Шанкар]] и [[Модрич, Пол|Пол Модрич]] получили Нобелевскую премию по химии 2015 года за исследования в области изучения методов репарации ДНК<ref>[http://lenta.ru/news/2015/10/07/nobelchemistry/ Нобелевская премия по химии присуждена за починку ДНК // Lenta.Ru]</ref><ref>{{статья |автор=Кирилл Стасевич|заглавие=[https://www.nkj.ru/archive/articles/27307/ Как клетка чинит свою ДНК]|издание=[[Наука и жизнь]]|год=2015|номер=11|страницы=30-38}}</ref>.

У [[бактерии|бактерий]] имеются по крайней мере 3 ферментные системы, ведущие репарацию — прямая, эксцизионная и пострепликативная. У эукариот к ним добавляется ещеещё [[Репарация ошибочно спаренных нуклеотидов|Mismatch]] и [[SOS-система|SOS-репарация]].

Прямая репарация — наиболее простой путь устранения повреждений в [[ДНК]], в котором обычно задействованы специфические [[фермент]]ы, способные быстро (как правило, в одну стадию) устранять соответствующее повреждение, восстанавливая исходную структуру [[нуклеотид]]ов. Так действует, например, O6-метилгуанин-[[ДНК-метилтрансфераза]], которая снимает метильную группу с азотистого основания на один из собственных остатков [[цистеин]]а.

Эксцизионная репарация ({{lang-en|excision}} — вырезание) включает удаление повреждённых азотистых оснований из ДНК и последующее восстановление нормальной структуры молекулы по комплементарной цепи. Ферментативная система удаляет короткую однонитевую последовательность двунитевой ДНК, содержащей ошибочно спаренные или поврежденные основания, и замещает их путём синтеза последовательности, комплементарной оставшейся нити.

Эксцизионная репарация является наиболее распространеннымраспространённым способом [[Эксцизионная репарация оснований|репарации модифицированных оснований ДНК]]. Она базируется на распознавании модифицированного основания различными гликозилазами, расщепляющими N-гликозидную связь этого основания с сахарофосфатным остовом молекулы ДНК. При этом существуют гликозилазы, специфически распознающие присутствие в ДНК определенных модифицированных оснований (оксиметилурацила, гипоксантина, 5-метилурацила, 3-метиладенина, 7-метилгуанина и т. д.). Для многих гликозилаз к настоящему времени описан полиморфизм, связанный с заменой одного из нуклеотидов в кодирующей последовательности гена. Для ряда изоформ этих ферментов была установлена ассоциация с повышенным риском возникновения онкологических заболеваний [ Chen, 2003 ].

Tип репарации, имеющей место в тех случаях, когда процесс эксцизионной репарации недостаточен для полного исправления повреждения: после репликации с образованием ДНК, содержащей поврежденныеповреждённые участки, образуются одноцепочечные бреши, заполняемые в процессе [[гомологичная рекомбинация|гомологичной рекомбинации]] при помощи белка [[RecA]].<ref>''С. Г. Инге-Вечтомов.'' Генетика с основами селекции. — Москва: Высшая школа, 1989</ref>.

Пострепликативная репарация была открыта в клетках ''[[Кишечная палочка|E.Coli coli]]'', не способных выщеплять тиминовые димеры. Это единственный тип репарации, не имеющий этапа узнавания повреждения.

* Полагают, что от 80 % до 90 % всех [[Карцинома|раковых заболеваний]] связаны с отсутствием репарации [[ДНК]]<ref name="konichev">{{книга | автор = А. С. Коничев, Г. А.Севастьянова Севастьянова| заглавие = Молекулярная биология | место = Москва М.| издательство = Академия | год = 2003 | isbn = 5-7695-0783-7}}</ref>.

* В половых клетках сложная репарация, связанная с гомологичной рекомбинацией не происходит из-за гаплоидности генома этих клеток.<ref>{{Книга|автор = Б. Льюин|заглавие = Гены|ответственный = |издание = |место = |издательство = |год = |страницы = |страниц = |isbn = }}</ref>.