Повреждения и репарация днк

Ряд экзогенных факторов – УФ- и ионизирующее излучение, многие химические соединения – вызывают в ДНК разнообразные изменения. Например, для действия УФ-излучения характерно образование димеров тимидиловой кислоты. Ионизирующие излучения вызывают разрывы нуклеотидных цепей и разнообразные изменения азотистых оснований, что объясняет летальное действие ионизирующей радиации. Под действием разных химических соединений происходит образование ковалентных связей между цепями ДНК, дезаминирование оснований, отщепление оснований и др.

Для устранения последствий таких повреждений в клетке существуют системы репарации ДНК – ферментные механизмы, которые обнаруживают и исправляют повреждения. В общих чертах репарация происходит следующим образом. Поврежденные (например, в результате дезаминирования) азотистые основания обнаруживаются и удаляются ДНК-гликозидазами, расщепляющими связь между поврежденным основанием и дезоксирибозным остатком. В результате на молекуле ДНК образуется апуриновый или апиримидиновый участок. Специфическая ДНК-полимераза 1 узнает такие участки и гидролизует фосфодиэфирные связи и затем достраивает поврежденную нуклеотидную цепь, используя в качестве матрицы сохранившуюся цепь. И завершает репарацию ДНК-лигаза, которая ковалентно сшивает исправленную цепь.

Транскрипция днк

Транскрипция – это процесс переноса генетической информации от ДНК к РНК. Транскрибируется только одна, так называемая “+” – цепь ДНК. При этом образуются все виды РНК (мРНК, рРНК, тРНК).

Для инициации транскрипции ДНК необходим ряд условий:

1) наличие ДНК в качестве матрицы. При этом в качестве матрицы служит только одна, так называемая “+”-цепь ДНК.

2) ДНК-зависимые РНК-полимеразы.

3) наличие рибонуклеозидтрифосфатов (АТФ, ГТФ, УТФ и ЦТФ) в качестве субстратов для РНК-полимеразной реакции.

Когда полимераза связывается с промотором, происходит локальное расплетение двойной спирали ДНК. Наращивание молекулы РНК происходит в результате перемещения полимеразы вдоль ДНК путем присоединения очередного рибонуклеотида, комплементарного тому дезоксирибонуклеотиду ДНК, который в данный момент находится в области активного центра полимеразы. Терминация (прекращение роста) цепи РНК происходит на специфических участках ДНК, называемых терминаторами. Достигнув этого участка полимераза и синтезированная РНК отщепляются от ДНК. Таким образом, получаются отдельные молекулы РНК, каждая из которых содержит информацию одного гена.

Синтез РНК происходит в направлении от 5’-конца к 3’-концу. По мере освобождения промотора к нему могут присоединяться новые молекулы полимеразы, так что ген может транскрибироваться одновременно большим количеством молекул фермента.

Созревание РНК. В результате транскрипции образуются предшественники тРНК, рРНК мРНК. Затем в ядре происходит процессинг (созревание) этих предшественников и получаются функционально активные РНК. Особенности созревания мРНК: в геноме эукариот содержатся интроны, т.е. участки ДНК, не несущие структурной информации и разбивающие ген на ряд кусков. В ходе созревания интроны удаляются, а экзоны или структурные части соединяются (сплайсинг). Кроме того, при созревании мРНК модифицируется по 5’- и 3’-концам. К 5’-концу присоединяется “колпачек” или “КЭП”, а к 3’-концу – полиадениловые последовательности длиной 100-200 нуклеотидных остатков. Считается, что “КЭП” и поли-А-последовательности защищают мРНК от гидролиза РНКазами. После такой модификации мРНК переносятся из ядра в цитоплазму.