ДНҚ репарациясы

Жұмыс түрі: Реферат
Тегін: Антиплагиат
Көлемі: 7 бет
Таңдаулыға:

РЕФЕРАТ

Жалпы Медицина

Тобы-112А

Қабылдаған: Максутовна А. М

Орындаған: Есенәлиева Г. Б

Жоспар

I. Кіріспе

II. Негізгі бөлім

1. ДНҚ репарациясы

2. Репарация түрлері

3. ДНҚ модельдері

III. Қорытынды

IV. Пайдаланған әдебиет

Репарация (латын тілінен reparatio - қалпына келтіру) - бұл жасушадағы ерекше ДНҚ биосинтезі кезінде немесе физикалық немесе химиялық реагенттердің әсерінен зақымдалған ДНҚ молекулаларының химиялық зақымдануы мен үзілуін түзету қабілетінен тұратын арнайы функция. Ол жасушаның арнайы ферменттер жүйесімен жүзеге асады. Бірқатар тұқым қуалайтын аурулар (мысалы, xeroderma pigmentosa) жөндеу жүйелерінің бұзылыстарымен байланысты.

Репарация гендегі мутациялық ауытқулардың қайта қалпына келуі, мутагенезге қарама-қарсы процесс болып табылады. ДНҚ клеткаларында күнделіті әртүрлі өзгерістер болып тұрады. Осындай көптеген өзгерістердің біреуі қана мутациялық өзгеріске алып келеді. Ал қалғандары арнайы ферменттің жүйе көмегімен қайта қалпына келеді. Осындай ферменттік жүйелер эволюция барысында жүзеге асқан және клетканың генетикалық информацисының бір қалыптылығын ұстап тұруға бағытталған. Репарация ДНҚ репликациясынан алдын және кейін жүруі мүмкін. ДНҚ репарациясы ДНҚ лигаза арқылы іске асады.

Репарацияның әрқайсысы келесі компоненттерден тұрады:

ДНҚ геликазасы - тізбектегі химиялық жолмен өзгерген аймақтарды «танитын» және зақымдануға жақын тізбекті бұзатын фермент;

DNase (дезоксирибонуклеаза) - фосфодиэстер байланысында ДНҚ -ның 1 тізбегін (нуклеотидтер тізбегін) «кесетін» және зақымдалған аймақты алып тастайтын фермент: экзонуклеаза 3` немесе 5` терминалы нуклеотидтерінде, эндонуклеаза терминальды нуклеотидтерде жұмыс істейді;

ДНҚ полимераза - жойылғанның орнына ДНҚ тізбегінің сәйкес бөлігін синтездейтін фермент;

ДНҚ лигазасы - бұл полимерлік тізбектегі соңғы байланысты жабатын және осылайша оның үздіксіздігін қалпына келтіретін фермент.

Жөндеу түрлері

Бактерияларда жөндеуге әкелетін кемінде 3 ферменттік жүйе бар - тікелей, эксцизионды және пострепликативті. Эукариоттарда оларға сәйкессіздік пен SOS жөндеу қосылады.

Тікелей репарация - нуклеотидтердің бастапқы құрылымын қалпына келтіре отырып, сәйкес зақымдарды тез (әдетте бір сатыда) қалпына келтіруге қабілетті арнайы ферменттерді қамтитын ДНҚ -ның зақымдануын жоюдың қарапайым әдісі. Осылайша, мысалы, O6-метилгуанин-ДНҚ метилтрансфераза әрекет етеді, ол метил тобын азотты негізден өзінің цистеин қалдықтарының біріне шығарады.

Акциздік жөндеу

Кесуді жөндеу (ағылш. Excision - кесу) ДНҚ -дан зақымдалған азотты негіздерді жоюды және кейіннен комплементарлы жіп бойындағы молекуланың қалыпты құрылымын қалпына келтіруді қамтиды. Ферментативті жүйе сәйкес келмейтін немесе зақымдалған негіздері бар қысқа бір тізбекті ДНҚ тізбегін жояды және оларды қалған тізбекке қосымша ретпен синтездеу арқылы ауыстырады.

Акцизионды жөндеу - модификацияланған ДНҚ негіздерін қалпына келтірудің ең кең тараған әдісі. Бұл негіздің N-гликозидтік байланысын ДНҚ молекуласының қант-фосфат омыртқасымен байланыстыратын әр түрлі гликозилазалармен модификацияланған негізді тануға негізделген.

Бұл жағдайда ДНҚ-да белгілі бір модификацияланған негіздердің болуын арнайы мойындайтын гликосилазалар бар (оксиметилуракил, гипоксантин, 5-метилурацил, 3-метиладенин, 7-метилгуанин және т. б. ) . Көптеген гликозилазалар үшін осы күнге дейін геннің кодтау тізбегіндегі нуклеотидтердің бірінің алмастырылуымен байланысты полиморфизмдер сипатталған. Бұл ферменттердің бірқатар изоформалары қатерлі ісік ауруының даму қаупімен байланысты екені анықталды

Акцизионды жөндеудің тағы бір түрі - пиримидин димерлерінің пайда болуы сияқты үлкен зақымдануларға арналған нуклеотидті акцизионды жөндеу

Репликациядан кейінгі жөндеу

Зақымдануды толық жою үшін эксцизионды жөндеу процесі жеткіліксіз болған кезде болатын жөндеу түрі: зақымдалған аймақтары бар ДНҚ түзілуімен репликациядан кейін гомологты рекомбинация процесінде толтырылатын бір жіпшелі саңылаулар пайда болады. RecA ақуызы [3] .

Тимин димерлерін ажырата алмайтын E. coli жасушаларында репликациядан кейінгі жөндеу табылды. Бұл бүлінуді анықтау сатысы жоқ жөндеудің жалғыз түрі.

Микроорганизмдерді зерттеуде ДНҚ молекуласы репарациясының 3 негізгі механизмі белгілі: фотореактивация, пострепликациялық, эксцизиялық

Фотореактивация. Бактерияда ультракүлгін сәуле арқылы пайда болған тимин димерлерінің көзге көрінетін жарықтың әсерінен ажырауы фотореактивация д/а. Тимин димерлері ДНҚ-ның құрылымын бұзады, нәтижесінде ДНҚ репликациясының өтуіне қиындық туады. Көк-күлгін жарық ферменттін активтендіреді, нәтижесінде тимин димерлері бір-бірінен ажырап, А - Т араларындағы сутектік байланыс қалпына келеді.

Эксцизиялық репарация. ДНҚ репарациясының екінші механизмі - жарықты керек етпейді, сондықтан оны кейде қараңғылық репарациясы д/а. Бұл репарация бірнеше ферменттердің көмегімен іске аса алады. Бірінші кезеңде эндонуклеаза ферменттері ДНҚ молекуласындағы мутациялық өзгерісті тауып, оны үзеді, мұның нәтижесінде ДНҚ тізбегінде тесік пайда болады. Енді ДНҚ-ның бос ұштарын экзонуклеаза ферменттері таниды, олар тізбекті ары қарай үзіп, тесікті кеңейтеді.

Мысалы, тимин димерлерінен басқа 100-ге жуық басқа нуклеотидтер үзіледі. Полимераза ферменті мутациялық өзгерісі жоқ екінші тізбекті матрица ретінде пайдаланып, жаңа тізбектің синтезін немесе үзілген фрагменттің екінші синтезін іске асырады. Соңғы кезеңде лигаза ферменті жаңа синтезделген тізбекті бастапқы тізбекпен жалғайды. Нәтижесінде ДНҚ молекуласы мутацияға дейінгі бастапқы қалпына қайтадан келеді

Пострепликациялық репарация. Мұнда ДНҚ-ның қалпына келуі репликациядан кейін іске асады. Мысалы, клеткалық ДНҚ өзінің репликациясы кезінде мутагендік әсер алса, онда фотореактивация н/е эксцизия ферменттері мутациялық өзгерісті бұрынғы қалпына толық келтіре алмайды. Мутагендер әсерінен басқа ДНҚ репликациясының өз қателіктері болуы мүмкін. Мұндайда репликация ары қарай жалғасады, бірақ полимераза өзгерісі бар бөлікке қарсы жаңа тізбекті синтездесей, “өткізіп” жібереді, нәтижесінде жаңа тізбекте тесік пайда болады.

Репарация этаптары.

Зақымданған аймақты табу және алып тастау, бір ДНҚ тізбегінде тесіктің пайда болуы;
Сол тесікті жабу: сол жерде жаңа полинуклеотидті тізбек фрагментінің синтезі. Синтез комплементарлы принцип бойынша жүреді, матрица ретінде екінші зақымданбағанДНҚ тізбегінің молекуласы пайдаланады;
қайтадан синтезделген фрагменті полинуклеотидті тізбекке«тігу» (пришивание) және молекула құрылымын қалпына келтіру.

Барлық процесстерді, ДНҚ-ның қатысуымен жүретін, 2 түрге бөлуге болады:

ДНҚ-да жазылған информацияны РНҚ молекула синтезінде, кейін ақуыз жасушаларында қолдану;
ДНҚ құрамындағы информациялық молекуланың өзгеруі, аяқталуы, көбеюі.

ДНҚ-да жазылған программа бірнеше рет саналуы мүмкін. Кездейсоқ нуклеотидтердің реттілігінде ДНҚ-ның дәлме-дәл екі еселену қабілеттілігі және өзара комплементарлы реттілігінің арқасында ДНҚ 2 жіпті құрылым ретінде түзіледі. Бұл, әрбір тізбек құрамында қарама-қарсы құрылыстан құрылған тізбекті білдіреді. ДНҚ-ның екі жіпшелі тізбектің тарқатылуында бір тізбектен келесі тізбектің түзілуін репликация процессі деп аталады. Ол ДНҚ-полимераза ферментінің қатысуымен жүреді. ДНҚ-ның матрицаның синтезі екі негізгі қызметті атқарады; ДНҚ репликациясын, бастапқы матрицаның тізбектерге комплементарлы жаңа балалық тізбек синтезі және ДНҚ репарациясы, егер бір тізбекте зақым болса. Бірақ кейде репарация ДНҚ-ның алғашқы құрылысын қалпына келтіре алмайды және репликация процесі ДНҚ-ның зақымдалған тізбегімен жүреді.

Бұл жағдайда мутация жүреді. ДНҚ-полимераза АТФ, ГТФ, ЦДФ, ТДФ-тан дезоксирибонуклеотид фрагменттерін ДНҚ-ның тізбек регенерацияға жататын гидрокситопқа тасымалдайды. ДНҚ-полимераза трансфераз класына жатады. ДНҚ-ның екі жіпшелі спиралінің бұралуына ДНҚ-полимераза екі ферментпен іске асырады: геликаза және ДНҚ-топоизомераза. ДНҚ-да репликация, репарация және мутациядан басқа гомологиялық рекомбинацияға ұшырайды. ДНҚ молекуласында екеуі құрылысы жағынан ұқсастығынан, төрт жіпшелі спиральға байланысады. Көршілес участоктар фрагментімен алмасады. Рекомбинация жаңа ген құрмайды, бірақ процесс нәтижесінде комбинацияның белгілері пайда болады, олар табиғи таңдауға маңызды болуы мүмкін.

Репарация жүйесінің құрылымы. Репарация жүйесінің әрқайсысы келесі компонентерді қолданады:

тізбектегі химиялық өзгерісті«танитын» және зақымданған жердің қасындағы тесікті тудыратынды табатын фермент;
зақымданған бөлікті алып тастайтын фермент;
алып тасталынған ДНҚ тізбектің орнына сәйкес келетін ДНҚ тізбекті синтездейтін фермент (ДНК-полимераза) ;
полимерлі тізбектегі соңғы байланысты аяқтайтын фермент (ДНК-лигаза), сонымен ол бөлінбеуін қалпына келтіреді.

... жалғасы

Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.