ДНКлигаза

С помощью этой репарирующей системы обычно удаляются отдельные измененные нуклеотиды. Например, при апуринизации один из дезоксирибозных остатков цепи ДНК теряет пуриновый нуклеотид. Фермент АПэндонуклеаза быстро распознает данный дефект и разрывает фосфодиэфирную связь в поврежденной цепи ДНК по соседству с поврежденным нуклеотидом с 5'стороны от повреждения. Далее следует удаление поврежденного нуклеотида и заполнение образовавшегося дефекта с восстановлением целостности дезоксирибонуклеотидной цепи.

При химической модификации азотистых оснований нуклеотидов место нарушения структуры ДНК опознается ферментами ДНКгликозилазами и поврежденное азотистое основание удаляется путем разрыва bNгликозидной связи. Дезоксирибонуклеотидный остаток, потерявший азотистое основание, опознается далее АПэндонуклеазой и удаляется, а восстановление целостности дезоксирибонуклеотидной цепи идет по ранее описанному механизму. Существует не менее шести типов ДНКгликозилаз, каждый из которых узнает свой вариант химической модификации азотистых оснований; например, есть фермент, удаляющий дезамированный цитозин, имеется фермент, удаляющий алкилированные азотистые основания и т.д. При более обширных повреждениях работают другие системы эксцизионной репарации, в ходе устранения таких нарушений поврежденная цепь ДНК разрезается ДНКэндонуклеазами с обоих сторон от зоны повреждения и поврежденный участок удаляется целиком. А затем возникшая брешь застраивается bДНКполимеразой и стык сшивается ДНКлигазой.

Наконец, в клетках имеется система пострепликативной или рекомбинационной репарации, которая способна устранять повреждения ДНК уже после ее удвоения. В этих случаях ферменты рекомбинационной репарации используют материал одной молекулы ДНК для восстановления другой молекулы. Система рекомбинационной репарации эффективна в случаях дефектов, образуемых в дочерних молекулах ДНКпри репликации матрицы, содержащей поврежденные азотистые основания.

О роли репарационных процессов свидетельствует тот факт, что клетки затрачивают значительную часть своих энергетических и пластических ресурсов на производство ферментов, участвующих в работе репарационных систем. В клетках эукариот обнаружено более 50 генов, кодирующих различные ферменты, участвующие в репарации повреждений. Нарушение работы систем репарации приводит к тяжелым последствиям. Так, у больных с пигментной ксеродермой нарушена работа системы репарации повреждений ДНК, возникающих в коже под действием УФрадиации. В клетках кожи таких больных накапливаются пиримидиновые димеры, что приводит к тяжелому повреждению кожи, включая развитие злокачественных опухолей (рак кожи).