Метилирование

ДНК

После завершения репликации происходит метилирование нуклеотидных остатков вновь образованных цепей ДНК. Метильные группы присоединяются ко всем остаткам аденина в последовательности -GATC-, при этом образуется N6-метиладенин, а также возможны метилирование цитозина в последовательности -GC- и

образование N5-метилцитозина.

Наличие метильных групп в цепях ДНК необходимо для формирования структуры хромосом, а также для регуляции транскрипции генов.

Теломерная

ДНК

Поскольку у эукариот ДНК линейна, то при репликации, из-за вырезания праймеров на концах полинуклеотидных цепей образуются недореплицированные участки. Их репликация осуществляется с помощью особого фермента

теломеразы.

Элизабет Блекберн, Кэрол Грейдер и Джек Шостак удостоены Нобелевской премии 2009 г. «за открытие теломерной защиты хромосом и фермента теломеразы».

Эти работы публиковались начиная с 1987 г.

Теломераза, содержащая в себе последовательность нуклеотидов, за несколько

приемов удлиняет

укороченную цепь, создавая пространство для работы ДНК-полимеразы, после чего избытки нуклеотидов удаляются.

Репарация ДНК

Репарация ДНК

Репарация генетических повреждений – свойство живых организмов восстанавливать нарушения и повреждения, возникшие в ДНК в результате ошибок репликации, а также при воздействии разнообразных эндогенных и внешних мутагенных факторов. Осуществляется специальными ферментными системами клетки.

Репликация ДНК

15

Репарация ДНК

Повреждающие факторы:

Радиация Ультрафиолетовое излучение Химические вещества Ошибки репликации

Апуринизация – отщепление азотистых оснований от сахарофосфатного остова

Дезаминирование – отщепление NH2-группы от азотистого основания

Репликация ДНК

16

Репарация ДНК

Типы повреждений молекулы ДНК

Репликация ДНК

17

Репарация ДНК

Типы повреждений ДНК

Репликация ДНК

18

Репарация ДНК

Типы повреждения ДНК делят на 2 группы:

Спонтанные повреждения

Нарушения комплементарности цепей ДНК без участия каких-либо повреждающих факторов, например, в результате ошибок репликации, дезаминирования нуклеотидов, депуринизации.

Индуцируемые повреждения

Возникают в ДНК в результате воздействия разнообразных мутагенных факторов как радиационной, так и химической природы.

Репликация ДНК

19

Репарация ДНК

Ошибки репликации

Точность репликации ДНК очень велика, но примерно один раз на 105-106 нуклеотидных остатков происходят

ошибки спаривания. ДНК-полимеразы δ, ε обладают 3' → 5' экзонуклеазной активностью и способны вырезать

последний нуклеотид, если он некомплементарен нуклеотиду в матричной цепи ДНК. Однако, этот корректирующий процесс иногда не срабатывает, и тогда в

ДНК по окончании репликации остаются

некомплементарные пары, тем более, что ДНК-полимераза α лишена корректирующего механизма и «ошибается»

чаще, чем другие полимеразы.

Репликация ДНК

20