Общее представление о репарации

Министерство здравоохранения и социального развития Российской Федерации

Казанский государственный медицинский университет

Кафедра медицинской биологии и генетики

Основные принципы репарации. Транскрипция.

Процессинг.

Казань, 2005

Рассматриваемые вопросы

1. Общее представление о репарации.

2. Общее представление о транскрипции.

3. Периоды транскрипции.

а. Инициация.

б. Элонгация.

в. Терминация.

4. Ошибки спаривания при транскрипции. Лекарственные препараты и транскрипция.

5. Посттранскрипционные процессы. Процессинг (созревание РНК).

а. Посттранскрипционные процессы. Процессинг (созревание РНК).

б. Метилирование про-иРНК.

в. Кэпирование 5’конца.

г. Полиаденилирование.

д. Сплайсинг.

е. Альтернативный сплайсинг.

Общее представление о репарации.

Процесс репарации характерен для всех живых существ. Это одно из основных свойств наследственного материала напрямую связанное с интенсивностью процессов старения, динамикой развития опухолевых заболеваний, формированием врождённых пороков развития, возникновением наследственной патологии и др. Мутации не подвергшиеся репарации сыграли (и играют) важную роль в эволюционном формировании новых адаптивных свойств живого.

Остановимся на трёх важны принципах характерных для процесса репарации.

1. Ферменты репарации определяют место большинства повреждений на молекуле ДНК по её локальной денутурации в месте повреждения.

Эффективность любой репарационной системы, в первую очередь, зависит от того, насколько быстро и точно ферменты обнаружат место повреждения ДНК. Поскольку, характер последних чрезвычайно разнообразен, то трудно представить существование многочисленных ферментов, опознающих «свои» специфические повреждения ДНК. В действительности всё оказалось проще. Любое нарушение первичной структуры ДНК приводит к одинаковым последствиям - сразу же возникает нарушение в структуре второго, третьего и т.д. порядка, т.е. в месте повреждения наступает «локальная денатурация ДНК». Возникшие в ДНК участки денатурации (в отличии от первичных повреждений) не специфичны. Это позволяет специальным ферментам быстро выявлять денатурированные участки ДНК и подключить для их восстановления специфические репарационные системы.

2. Повреждённый участок на одной нити ДНК восстанавливается в соответствии с неповреждённым оппозитным участком второй нити. При повреждении двух нитей в восстановлении повреждения участвуют сестринские нити хроматид.

Отмечена закономерность, что при воздействии на ДНК мутагенных факторов повреждения в основном касаются одной нити ДНК. Одновременное повреждение обоих нитей случается не часто и они, как правило, заканчиваются гибелью клетки. Восстановить повреждённый участок не трудно, если имеется план его первоначального (до повреждения) строения. Такой план всегда имеется – это последовательность нуклеотидов на второй, оппозитной цепочки ДНК, т.е. в нити ДНК противоположной месту повреждения. Здесь располагаются нуклеотиды, комплементарно отражающие последовательность нуклеотидов повреждённого участка. Поэтому многие репарационные системы «ремонтируют» повреждённый участок, застраивая его комплементарными нуклеотидами в соответствии с планом оппозитного участка.

Иное дело если повреждаются одновременно обе нити ДНК. Это бывает, когда молекула ДНК с повреждением вступает в период синтеза ДНК. В этом случае на дефектной ДНК происходит синтез дочерних нитей ДНК, причём на повреждённой нити синтезируется дефектная дочерняя нить. Но и в этом случае план повреждённых участков сохраняется в молекуле ДНК, которая сформировалась в результате репликации неповреждённой нити ДНК. При максимальном сближении сестринских хроматид в профазе мейоза и митоза происходит репарация повреждённых нитей ДНК, в соответствии с неповреждёнными участками молекулы ДНК сестринской хроматиды.

У диплоидных организмов, при репарации повреждённого участка ДНК возможно использование плана не повреждённого участка в ДНК гомологичной хромосоме.