Жарық репарациясы

Жұмыс түрі: Реферат
Тегін: Антиплагиат
Көлемі: 8 бет
Таңдаулыға:

эмблема

«ҚАЗАҚСТАН-РЕСЕЙ МЕДИЦИНАЛЫҚ УНИВЕРСИТЕТІ» МЕББМ

РЕФЕРАТ

Тақырыбы : “ДНҚ- ны қалпына келтіру”

Факультет: Жалпы медицина

Топ: 102-А

Орындаған: Нұрланұлы Әсет

Тексерген: Актан Ботагоз Ракаткызы

Алматы, 2021 жыл

КІРІСПЕ

ДНҚ. Жалпы шолу

НЕГІЗГІ БӨЛІМ

ДНҚ репарациясы
ДНҚ репарациясына қатысатын ферменттердің рөлі
ДНҚ- ның зақымдалу түрлері
Репарация типтері

ҚОРЫТЫНДЫ
ПАЙДАЛАНЫЛҒАН ӘДЕБИЕТТЕР

КІРІСПЕ

Дезиксирибозануклеин қышқылы (ДНҚ) - тірі организмдердегі гентикалық ақпараттың ұрпақтан-ұрпаққа берілуін, сақталуын, дамуы мен қызметін қамтамасыз етуіне жауапты нуклеин қышқылының түрі. ДНҚ-ның жасушадағы басты қызметі - ұзақ мерзімге РНҚ мен ақуызға қажетті ақпаратты сақтау. (ДНҚ) - барлық тірі клеткалардың негізгі генетикалық материалы болып табылатын күрделі биополимер. ДНҚ-ның негізгі құрылымдық бірлігі - үш бөліктен құралған нуклеотид. Бірінші бөлігі - дезоксирибоза (бескөміртекті қант) ; екіншісі - пуриндік негіздер: аденин (А) мен гуанин (Г) және пиримидиндік негіздер: тимин (Т) мен цитозин (Ц) ; үшіншісі - фосфор қышқылының қалдығы.

Белгілі мутагендердің мутагендік және летальдық қасиеттері ДНҚ молекуласындағы құрылымдардың бұзылысымен сипатталады. Мысалы, адам геномында әруақытта кездейсоқ өзгерістер (бұзылыстар) болып отырады, бірақ-та олардың тек кейбіреулері ғана сақталады (өте сирек жағдайда) . Яғни, азоттық негіздердің шамамен 1000 алмасуының тек біреуі ғана мутацияға әкеледі. Мұның себебі, мұндай бұзылыстардың барлығы организмде қайта қалпына келтіріліп отырады. ДНҚ молекуласының қайта қалпына келу процесі қалыпқа келу немесе ДНҚ-ның репарациясы деп аталады.

НЕГІЗГІ БӨЛІМ

ДНҚ репарациясы

Репарация - тірі ағзалардың мутагендік факторлар әрекетіне байланысты ДНҚ молекуласында пайда болған бұзылуларды қайта қалпына келтіру қасиеті. Репарация құбылысы тек ДНҚ құрылысындағы мутациялық бұзылуларды жөндеуде емес, сонымен қатар тұқым қуалайтын аурулардың қалыптасуында, ерте қартаю процесінде, жасушалардың ісіктік трансформациясында (канцерогенез) т. б. маңызды рөл атқарады. Жалпы, мутациялық өзгергіштік гендер мен хромосомалардағы тұрақты өзгерістер нәтижесінде қалыптасады да, генетикалық материалдың геномдық, хромосомалық және гендік (ДНК молекуласы) деңгейлеріндегі кез келген сандық және құрылыстық бұзылуларға әкеледі. Осыған байланысты, яғни бұзылуларды қайта қалпына келтіру үшін ДНК репарациясы жұмыс істейді.

ДНҚ молекуласының қалпына келу сипаты және механизмі ультракүлгін (УК) сәулесімен индукцияланған бұзылыстардың мысалында толық зерттелген. УК-сәулелеріне сезімтал клеткалардың ДНҚ-да пиримидинді негіздердің пиримидинді димерлерге, оның ішінде тиминді димерге өзгерумен сипатталатын фотохимиялық бұзылыстар туындайды. Тиминді димердің түзілуі бір тізбек бойындағы көрші тиминді негіздің көміртегіне екінші тиминнің көміртегі байланысуымен сипатталады. Сэулеленуге ұшыраған ДНҚ молекуласында тиминдік димердан басқа цитозин-тиминді және цитозин-цитозинді димерлер де түзіледі. Бірақ-та олар көпшілік жағдайда сирек кездеседі. Гендегі негіздердің соңғы жағының димерленуі ДНҚ молекуласының транскрипциясы және репликациясының басылуына әкеледі. Ол сонымен қатар мутацияға да әкеледі, нэтижесінде клетка өлімге немесе малигнизация процесіне ұшырайды.

Көптеген организмдерде, оның ішінде адамда да, ДНҚ молекуласы бұзылысының қайта қалпына келуінің бір механизмі клеткаларды алдын ала УК-сәулесімен өңделген көрінетін жарықта экспозициялауға негізделген. Бұл клетканың өлімге ұшырауын бірнеше есеге төмендетеді. Бұл ДНҚ тізбегінде түзілген пиримидиндік димерлердің жарықтың және арнайы жарыққа тәуелді ферменттердің әсерінен ажырауымен сипатталады (фотореактивация) . Сәулеленуге ұшыраған ДНҚ молекуласынан пиримидинді димерлерді жоюдың екінші механизмі қараңғы репарация немесе «кесу-қалпына келтіру» деген атпен белгілі. Бұл да фотореактивация сияқты ферменттер арқылы іске асырылады, бірақ-та бұл күрделі процес және қараңғыда жүреді. Мұнда тиминді димерлер ДНҚ-ның қалыпты бөлігі мен бұзылысқа ұшыраған бөлігіндегі нуклеотидтер арасындағы фосфодиэфирлік байланыстардың гидролизін тудыратын ДНҚ-ның репарациясына қатысатын нуклеаза ферменттері көмегімен «кеседі», нәтижесінде ол жерде бос кеңістік түзіледі. Сонан соң ДНҚ-полимераза ферменті арқылы комплементарлы принципке сай бос кеңістіктер қайта қалпына келтіріледі. ДНҚ молекулалары сәулеленуге ұшыраған клеткаларда пиримидиндік димерлердің жойылуы және түзілген бос кеңістіктің «кесілуі» және «жалғануы» және қант фосфаттық байланыстардың қалпына келуі ДНҚ-лигаза ферменті арқылы жүзеге асырылады. Сонымен бұл механизмнің іске асырылуына негізінен үш репарациялық ферменттер қатысады.

ДНҚ репарациясына қатысатын ферменттердің рөлі

Репликация кезінде ДНҚ-полимераза I ферменті кесу-жамау процесін іске асырады. Кесу- бұл РНҚ праймерді 5'-экзонуклеазалық белсенділік көмегімен алып тастау, ал жамау- ферменттің полимеразалық қасиетінің көмегімен дезоксинуклеотидті тізбек құрамына енгізу болып табылады. Процестің бұл бөлігі ДНҚ-полимераза III ферментінің жаңа полинуклеотидтік тізбекті синтездегеннен кейін орын алады. Матрицалық ДНҚ-да полимераза I өзінің 5'--3' экзонуклеазалық қасиетінің көмегімен РНҚ праймерді алып тастау және ДНҚ-дағы қателерді түзей алады. Осыдан кейін ол өзінің полимеразалық белсенділігінің көмегімен бос аймақтарды толтырады. Бұл процесс ник трансляция деп аталады. Полимераза I жалғыз полипептидтік тізбектен тұрады, ал полимераза II мен III ортақ мультисуббөлікті болып келеді және олардың кейбір суббөліктері ортақ болады. Полимераза II репликация үшін керек емес; ол түзететін репарация ферменті болып табылады. Жақында тағы екі полимераза: Pol IV және Pol V анықталды. Олар да түзететін ферменттерге жатады және клеткадағы SOS жауап атты уникальды түзету механизміне қатысады. Полимеразалардың көңіл аударатын екі қасиеті бар: синтездеу реакциясының жылдамдығы (айналым саны) мен процессивтілік (фермент матрицадан диссоциацияланғанға дейінгі уақыт аралығында байланысқан нуклеотидтер саны) болып табылады. Қазіргі таңда ДНҚ-полимераза I ферментінің репарация мен түзетуге, ал ДНҚ-полимераза III ферментінің полинуклеотид синтезіне жауапты екені белгілі. ДНҚ-полимераза II, IV және V ферменттерінің функциясы - репарация болып табылады. Экзонуклеазалық белсенділік - ДНҚ полимеразаның түзету және репарация қасиеті үшін қажет. Осы процесс кезінде дұрыс емес нуклеотидтер жойылып, керекті нуклеотид тізбекке енгізіледі. Барлық үш ферментке ортақ болатын 3'--5' бағыттағы экзонуклеазалық белсенділік түзету функциясына қажет; дұрыс емес нуклеотид синтез барысында жойылады да, дұрыс нуклеотид тізбек құрамына енгізіледі. Түзету процесі кезінде бір мезгілде тек бір нуклеотид түзетіледі. 5'--3' бағыттағы экзонуклеазалық белсенділік көмегімен репарация кезінде нуклеотидтердің қысқа тізбегі жойылады. Кейбір ферменттердің түзету мен репарация қасиетінің эффективтілігі төмен болады.

ДНҚ- ның зақымдалу түрлері

Зақымдалған ДНҚ мынадай типтерге бөлінеді:

1. Репарацияланатын және репарацияланбайтын;

2. Спонтанды және индуцияланатын;

3. Индуцияланатын эндогенді және экзогенді факторлар.

1. Репарацияланатын зақымданулар клетканың өз жүйесімен жойылады, мысалы, УК сәуленің әсерінен пайда болатындар. ДНҚ зақымдарының басым көпшілігі репарацияланады. Репарацияланбайтын зақымданулар сирек кездеседі.

2. Спонтанды зақымдалулар белгілі бір бағытталған әсерлерсіз пайда болады. Ал индуцияланатындар физикалық, химиялық немесе биологиялық факторлардың әсерінен пайда болады. Күн сайын адамның әр клеткасында азоттық негіздер 2-ден 3 мыңға дейін пуриндік және пиримидиндік нуклеотидтерін жоғалтады. Нәтижесінде, АП-сайттар түзіледі(апуринді және апиримидинді) . Тек дезоксирибоза мен фосфодиэфирлік байланыстар сақталады. Спонтанды зақымдалуларға, сондай-ақ, азоттық негіздердің дезаминделуі де жатады. Күн сайын адам клеткасында шамамен 200 цитозин урацилге айналады. Оның үстіне, аденин гипоксантинге, гуанин ксантинге айналады. Метильді СН тобының оттегіне қосылуы цитозинді тиминге айналдырады. Күн сайын адамда 50 мың біртізбекті үзілістер, 8 мыңнан аса тотыққан және алкилденген негіздер және тағы біріккен 100 күрделі зақымдалулар (қостізбекті үзілістер, ДНҚ - ДНҚ, ДНҚ - ақуыздың молекулааралық коваленттік тігістері) пайда болып отырады. Әртүрлі типті ДНҚ - ның 1000 зақымдалуларының ішіндегі репарация жүйесінің арқасында тек біреуі ғана мутацияға алып келеді.

3. Индуцияланған зақымдалуларды мыналар тудырады:

Физикалық факторлар - радиацияның барлық түрлері, ультракүлгін сәуле, СВЧ, температура.

Химиялық факторлар - полициклді және гетероциклді ароматты көмірсулар, ароматтық аминдер, мутагендер (нитрозогуанидин мен этилметансульфонат), уретан, формальдегид, азотқышқылы.

Биологиялық факторлар - афлатоксин мен басқа эндо- және экзотоксиндер, оттектің активті формалары.

ДНҚ-ның жиі пайда болатын бұзылыстарына мыналарды жатқызуға болады:

- температураның өсуіне ұшырап отыратын пурин мен дезоксирибоза арасындағы гликозидтік байланыстардың ажырауы (депуринизация) ;

- цитозин мен адениннің қалдықтарының спонтанды дезаминденуі;

- ерекше химиялық заттардың әсер етуімен (алкилдеуші агенттермен) азотты негіздердің алкилденуі;

- ультракүлгін сәулелерді жұту кезінде шынжырдағы көрші пиримидиндер арасында циклобутандық димерлердің түзілуі.

Репарация типтері

Репарацияның түрлері:

1. Жарық репарациясы.

2. Қараңғылық репарациясы.

3. Репликациядан кейінгі репарациясы.

4. SOS- репарация.

1. Жарықтық репарацияны, яғни жарыұта жүретін репарацияны алғаш, ХХ ғасырдың 40 жылдары А. Кельнер ашқан.

Бактериялар мен саңырауқұлақтарға ультракүлгін сәулесімен әсер еткенде, ДНК құрылысында пайда болған мутациялар нәтижесінде олар тіршілігін жойған. Сәулелендірілген жасушаларды жарық жағдайға ауыстырғанда, олар тіршілігін жалғастырған. Тәжірибе нәтижесінде көзге көрінетін жарық ДНК - құрылысын қалпына келтіріп, жасушалардың қызмет атқаруына мүмкіндік туғызған деген қорытынды жасалады.

2. Қараңғылық репарация көзге көрінетін күндізгі жарықты қажет етпейді. Репарацияның бұл түрінде ДНҚ - ның бұзылған учаскесі арнайы ферменттер тобының қатынасуымен кесіліп алып тасталады да, оның орнына қалыпты нуклеотидтер жалғанады. Қараңғылық репарацияға қатынасатын гликозилаза ферменттерінің әрқайсысы нуклеотидтердің түрлі бұзылуларын тауып байланысады.

3. Ағзада немесе жасушада жарықтық және эксцизиялық репарация механизмдері жұмыс істемей қалған кезде келесі бір репарация типі - пострепликативтік репарация іске қосылады.

... жалғасы

Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.