Вывод: эксцизионная репарация всегда использует один принцип: нарушенный участок ДНК удаляется, а затем восстанавливается на матрице ненарушенной комплементарной цепи ДНК.

Другими словами, эксцизионная репарация основана на наличии в ДНК двух взаимокомплементарных цепей; более того, необходимость репарации — одна из причин, обусловивших наличие в ДНК двойного избытка информации.

Последовательность событий:

Исправление ошибок репликации ( Мismatch repair )

Репарация некомплементарных пар оснований или ошибочно спаренных нуклеотидов

ДНК полимеразы (даже те, у которых есть корректирующая активность) все равно делают ошибки, которые надо исправлять

Система репарации ошибок репликации должна

1.Быстро находить ошибки

2.Различать родительскую и новосинтезированную цепь с тем, чтобы в

неспаренном участке заменить ошибочно включенный нуклеотид

Неспаренные основания ДНК могут возникать в результате трех событий:

1)прямого повреждения оснований ДНК или их предшественников продуктами клеточного метаболизма;

2)ошибочной подстановкой некомплементарного основания

ДНК-полимеразой в ходе репликации. Несмотря на редактирование ошибок при репликации, часть неверно спаренных оснований остается в синтезированных цепях ДНК.

3) рекомбинационной интеграции однонитевого участка ДНК в

неабсолютно идентичную ДНК, партнера по рекомбинации.

Источником неспаренных нуклеотидов является

гомологичная рекомбинация, в ходе которой образуются

гетеродуплексы, состоящие из двух комплементарных цепей, исходно принадлежавших разным молекулам ДНК.

Все события приведут к образованию гетеродуплексной ДНК, которая и становится субстратом для ферментов, корректирующих неправильные пары

оснований.

Система репарации должна каким-то образом отличать друг от друга две цепи одной молекулы ДНК, чтобы решить, какой из двух неспаренных нуклеотидов «правильный», и заменить «неправильный» нуклеотид (мисметч) на нуклеотид, комплементарный «правильному».

Т.е. при репарации мисметчей из двух некомплементарных нуклеотидов следует заменить именно тот, что входит в синтезированную, а не матричную цепь.

В случае нарушений спаривания, возникающих в результате репликации или репарации, новосинтезированная цепь ДНК некоторое время может

отличаться от матричной цепи наличием одноцепочечных разрывов или брешей.

Другое отличие между новосинтезированной и матричной цепями, по крайней мере у Е. coli, обусловлено метилированием ДНК.

По бактериальному геному распределены (на среднем расстоянии 256 пар оснований) короткие палиндромные последовательности CTAG.

Метилаза, кодируемая геном dam, метилирует аденины в этих последовательностях (GATC). Большинство таких последовательностей метилированы в обеих цепях ДНК.

Но некоторое время после репликации метилированной является лишь

матричная (материнская) цепь.

Т.е. после репликации возникает полуметилированная ДНК.

Со временем полуметилированные участки метилируются полностью, но пока отличие существует, оно служит указанием о направлении репарации неспаренных нуклеотидов для специализированной репарационной системы.

В бактериальной клетке за репарацию ошибочно спаренных нуклеотидов (мисметчей) отвечает система

mutHLSU

Эта система репарации распознает и репарирует все некомплементарные пары оснований за исключением C-C.

Кроме того, эта система репарирует небольшие делеции и инсерции («инделы») в одной из цепей ДНК, образующиеся в результате ошибок репликации, длина которых не превышает четырех нуклеотидов.

Особенно хорошо узнаются неправильные пары G:T и A:C,

а также инсерции/делеции в 1 н. (Эти нарушения являются наиболее частыми ошибками ДНК-полимераз)

Dam -зависимая система репарации mutHLSU

участвуют

•продукты генов mutH, mutL и mutS

•SSB-белок

•хеликаза mutU = хеликаза II = UvrD-белок

•холофермент ДНК-полимеразы ІІІ

•ДНК-лигаза

•одна из экзонуклеаз: Exo I или Exo Х (3'-экзо), Exo VIII (3'- или 5'-экзо) Rec J (5'-экзо)

Для работы системы необходим АТР и дезоксирибонуклеотиды

Как работает dam -зависимая система репарации?

Процесс репарации инициируется внесением одноцепочечного разрыва в неметилированную цепь вблизи частично метилированного

сайта GATC с последующим гидролизом цепи ДНК и заполнением

образующейся одноцепочечной бреши.