Що таке тимінові димери, чому вони утворюються і як відбувається їх репарація

В нормі азотисті основи нуклеотидів, які розміщені на одному ланцюгу, не контактують між собою, а зв'язок між нуклеотидами здійснюється через сполучення між дезоксирибозою і фосфатом. Ультрафіолетове опромінення сприяє утворенню додаткових зв'язків між азотистими основами -шримідинами, які розміщені поряд в ланцюгу ДНК Результатом є утворенні тимінових димерів, які сприяють викривленню специфічної дволанцюгової конфігурації ДНК, блокаді реплікації та експресії генів. Існують спеціальні фотоферменти, дія яких спрямована на миттєве руйнування таких зв'язків. Якщо це нe відбувається, вмикається спеціальний механізм репарації.

Спеціалізовані репараційні ензими здатні ідентифікувати тимінові димери і відновлювати нормальну структуру нуклеотидів. Ендонуклеаза розщепляє фосфатно-цукровий "хребет" ДНК, що сприяє вилученню екзонеуклеазою тимінового димеру із складу ланцюга. ДНК-полімераза відновлює правильну послідовність нуклеотидів у ланцюзі на основі комплементарного відтворення відповідної ділянки неушкодженого ланцюга, а лігази "зшивають" відновлені нуклеотиди в єдиний ланцюг. Якщо репаративні процеси не відбуваються, зростає загроза виникнення раку шкіри. При дослідженні аутосомно-рецесивного захворювання пігментна (золотиста) ксеродерма, яке часто ускладнюється раком шкіри, було встановлено, що воно виникає через відсутність функціональної активності ендонуклеази, яка руйнує цукрово-фосфатний остов у місці дефекту, щоб дати можливість іншим ферментам репарації відновити нормальну послідовність нуклеотидів ДНК.