Репарация ДНК (краткая теория и основы для экзамена)
.docxРЕПАРАЦИЯ ДНК
Прямая:
A) ферменты гликозилазы – удаляют измененное а.о. (азотистое основание), т.е. рвут гликозидную связь – далее идет BER
B) ферменты метилтрансферазы – удаляют с а.о. на себя алкильную группу
Г) фермент лигаза – сшивает фрагменты цепи ДНК (лигирование одноцепочечных разрывов)
Эксцизия (вырезание поврежденного участка, с разрывом фосфодиэфирной связи):
- BER (вырезание отдельных оснований):
А) фермент гликозидаза удаляет измененное а.о. – эндонуклеаза рвет фосфодиэфирную связь с 5’-стороны от измененного нуклеотида- ДНК-полимераза δ или ε вытесняет поврежденный участок, застраивая его по неповрежденной второй цепи- вытесненный участок с поврежденным нуклеотидом отрезается эндонуклеазой FEN I- лигаза сшивает цепь ДНК (это способ «длинной заплатки»)
или
В) фермент лиаза рвет фосфодиэфирную связь с 3’- стороны от поврежденного нуклеотида – эндонуклеаза в комплексе в ДНК-полимеразой β замещают один нуклеотид (он вытесняется) – цепь сшивает лигаза
Также может быть
Исправление димеров тимина Т ^Т (спаренных в одной цепи): комплекс ферментов (в т.ч. геликаза, эндонуклеаза) соединяются с ДНК в районе ТТ – рвут водородные связи между цепями ДНК – эндонуклеазы делают разрезы с обеих сторон от ТТ – поврежденный участок выпадает –
ДНК-полимераза застраивает брешь - лигаза сшивает цепь.
- NER (репарация нескольких нуклеотидов):
А) GG (исправление глобальных, крупных повреждений): белковый комплекс ХРА находит повреждение – ХРА взаимодействует с транскрипционными факторами (II H)- вызывают деспирализацию ДНК в поврежденном месте и разрыв водородных связей – две эндонуклеазы разрезают фосфодиэфирные связи с обеих сторон от повреждения - поврежденный участок выпадает - ДНК-полимераза δ или ε застраивает брешь – лигаза сшивает цепь
B) TC (исправление повреждений в участке, с которого идет транскрипция): РНК-полимераза II во время транскрипции останавливается перед поврежденным участком ДНК – присоединяются белки (Cs A и CsB) – присоединяются белки ХРА и транскрипционные факторы (II H)- эндонуклеазы разрезают в одном месте поврежденную цепь – поврежденные нуклеотиды отщепляются из нее экзонуклеазой – ДНК-полимераза застраивает брешь по неповрежденной второй цепи ДНК – лигаза сшивает цепь –РНК-полимераза двигается дальше
-MMR (репарация неправильно спаренных оснований): исправляется нуклеотид во вновь синтезированной цепи (неметилированной) сразу после репликации ДНК:
А) к некомплементарной паре оснований присоединяются белки mutS – делают разрез в ближайшей к повреждению последовательности GATC – экзонуклеазы расщепляют надрезанную цепь- ДНК-полимераза застраивает одноцепочечную брешь – лигаза сшивает цепь
Или
В) присоединяются белки mut M и mut Y (это гликозилазы) – а дальше идет BER (вариант А)
3) негомологиченое соединение двуцепочечных концов ДНК ( у человека) при возникновении двуцепочечных разрывов ДНК:
Ферменты Ku70 и Ku 80 узнают двуцепочечный разрыв – привлекают другие ферменты (в т.ч. ДНК-зависимую протеинкиназу, геликазы) – эта протеинкиназа фосфорилирует белок Artemis - он обрезает одноцепочечные концы ДНК (делает концы ДНК ровными) – лигаза сшивает концы (при этом несколько п.н. теряется при выравнивании, т.е. отрезании, одноцепочечных «хвостов»)
4) репарация на основе рекомбинации между поврежденной и неповрежденной цепями ДНК во время репликации (исправление вилки репликации перед движущимся репликационным комплексом)
5)SOS – репарация ( при множественных повреждениях ДНК), идет во время репликации:
Работают TLS-полимеразы (ДНК-полимеразы не точно работающие) – напротив поврежденных оснований синтезируют дочернюю цепь не по правилу комплементарности. Это позволяет избежать одноцепочечных брешей в дочерней цепи напротив поврежденных оснований, т.е. во время следующей репликации дочерняя ДНК не развалится на фрагменты.