Фотореактивация

Прямой тип репарации

Виды репарации.

Энергия на процесс репарации черпается в основном из АТФ. Но в некоторых случаях используется энергия фотона, который активирует ферменты репарации.

Репарация ДНК – энергозависимый процесс. В качестве поставщика энергии используются макроэргические соединения (например, АТФ). Однако, есть одно исключение – это фотореактивация (световая репарация). Фермент, осуществляющий эту реакцию, использует энергию солнечного света, а не аккумулированную в химических связей АТФ. Называется этот фермент – фотолиаза. Фермент репарирует повреждения связанные с образованием тиминовых димеров (см. далее).

Прежде всего, все виды репарации (или реакции) делятся на две большие группы – прямые и непрямые. Прямые реакции отличаются простотой и непосредственным действием на повреждённый объект. Никаких «предварительных работ» не проводится. Практически все они функционируют до периода синтеза ДНК. К ним относятся – фотореактивация. При непрямом типе репарации имеющееся повреждение ДНК вначале вырезается. В результате на одной из нитей формируется брешь, которая застраивается специальными ферментами в соответствии с планом расположения нуклеотидов на противоположной цепи. К этому типу репараций относятся эксцизионная репарация.

Неоспоримым фактом является то, что ультрафиолетовый свет (УФ) повреждает уникальную молекулу ДНК. Повреждения в основном касаются пиримидиновых оснований – тимина и цитозина. Под влиянием УФ света происходит перераспределение валентностей в пиримидиновых основаниях, т.е. между находящимися рядом на одной нити двумя тиминами, двумя цитозинами или тимином и цитозином. Следствием этого является появление необычной химической связи между основаниями и возникновение димера (два нуклеотида) – тиминового (тимин-тимин), цитозинового (цитозин-цитозин) или тимин-цитозинового. Водородная связь между оппозитными нуклеотидами при этом разрушается (рис. 47). Есть данные о том, что пиримидиновые димеры способны активировать процессы приводящие к развитию опухолевых заболеваний.

Возникшая мутация репарируется несколькими системами репарации. Одна из них фотореактивация. Основной фермент этой реакции – белок фотолиаза имеет сложную белковую структуру. На одном участке молекулы находится светочувствительный центр воспринимающий фотоны синего света и активирующий фермент. Фермент в таком состоянии находит димеры в молекуле ДНК, разрывает образован-

ные УФ связи между тиминами и восстанавливает межнитевые водородные связи пиримидин – пурин. По завершению цикла фермент отходит от ДНК.

Сахарофосфатный остов

Нуклеиновые основания

Водородные

связи

Г Ц

УФ Т А

Т А

Г Ц

Рис. 47. Схема образования тиминовых димеров под действие УФ-облучения. Образовавшаяся химическая связь между тиминами одной нити показаны пунктирной линией.

Следует отметить, что при этом типе репарации фермент непосредственно действует на повреждение, восстанавливая его. Это классический тип прямой репарация.

Дата добавления: 2014-01-20