DNS remonts

DNS bojājumus var izraisīt dažādi cēloņi, piemēram, UV stari. Pēc tam šo kaitējumu rada dažādi mehānismi DNS remonts fiksēts tā, lai šāda olbaltumvielu biosintēze, kas nepieciešama visiem procesiem organismā, varētu noritēt nevainojami.

Kas ir DNS remonts?

DNS sastāv no divkāršas virknes un tiek nepārtraukti pavairota. Šis process ir pazīstams kā DNS replikācija. Tas var izraisīt kļūdas, kuras jālabo. Bet tas ir tikai viens iemesls iespējamiem DNS bojājumiem. DNS var sabojāt arī ārēja ietekme, piemēram, UV stari. Pēc tam tas noved pie mutācijām, kas ietekmē saražotos proteīnus. Viņi zaudē savu funkciju vai kļūst pārāk aktīvi, šūnā viņi vairs nevar sasniegt galamērķi vai arī šūna tos vairs nevar sadalīt, kad olbaltumvielas vairs nav vajadzīgas.

Ir dažādi DNS remonta mehānismi. Kurš mehānisms stājas spēkā, ir atkarīgs no DNS bojājuma veida. Tas var būt vienas vai divu virkņu pārtraukuma remonts vai atsevišķu pamatņu remonts.

Remontu veic fermenti, kas atkārtoti samontē DNS, ja tas sabojājas. Tās ir līgas. Bāzu apmaiņu veic rekombināzes un polimerāzes. DNS helikāzes tiek izmantotas DNS atrašanai. Viņi sagatavo skartās DNS sadaļas labošanai.

Funkcija un uzdevums

Ja DNS sabojājas, var darboties dažādi remonta mehānismi. Šie mehānismi ir zināmi kā homoloģiska vai nehomoloģiska rekombinācija.

Rekombinācijas notiek ne tikai DNS bojājuma gadījumā, bet arī reprodukcijas laikā, kad rekombinējas abu partneru DNS un veidojas embrijs. Tad šo rekombināciju sauc par seksuālo rekombināciju. Homologā rekombinācijā, lai novērstu DNS bojājumus, saplūst divas līdzīgas, homoloģiskas DNS virknes. Tad DNS šķipsnas tiek savienotas pārī un starp abiem virzieniem tiek apmainīts noteikts DNS segments. Pa to laiku veidojas tā saucamā DNS "Holliday struktūra". Šo apmaiņas procesu veic speciāli fermenti - rekombināzes.

Pārrāvums var notikt arī, tieši savienojot divus DNS galus. Šajā gadījumā nav homoloģiskas secības, kas nozīmē, ka, lai izveidotu trūkstošo homologo reģionu, ir jāaizpilda plaisa DNS starp diviem galiem. To sauc par "no sintēzes atkarīgu dzīslu rūdīšanu", un DNS polimerāzes aizpilda nepilnības.

Vēl viena remonta iespēja ir saīsināt divus galus, līdz tos var atkal ligzdot, lai laukumi būtu saderīgi. Šī ir "vienas virknes atkvēlināšana". Tā rezultātā tiek zaudēti īsi DNS laukumi. Šo remontu veic nukleotīdu izgriešanas remonta sistēma.

Nehomologi remonta procesi tiek veikti neatkarīgi no atbilstošajām DNS sekvencēm. Izšķir divus galvenos remontus."Nehomoloģisks galu savienojums" tieši saista divus DNS dubultā virzienus, izmantojot enzīma ligāzi. Salīdzinot ar citiem minētajiem procesiem, šim labojumam nav nepieciešama homoloģiska secība, kas kalpo par vadību, lai pēc labošanas DNS rastos pēc iespējas mazāk kļūdu.

Vēl viena DNS labošanas secība ir "ar mikrohomoloģiju saistīta gala savienošana". Tas noved pie dzēšanas, DNS zonu noņemšanas. Arī šeit netiek izmantots ceļvedis. Šis labojums ir ļoti pakļauts kļūdām un bieži ir iemesls mutāciju veidošanai.

Jūs varat atrast savus medikamentus šeit

Slimības un kaites

Nepareiza DNS labošana izraisa daudzas slimības, kuru specifika ir atkarīga no tā, kuru DNS apgabalu un kādus gēnus ietekmē šie defekti. Viena šādu slimību grupa ir pazīstama kā hromosomu pārrāvuma sindroms. Procesa laikā DNS pārtraukumi, kas ir iesaiņoti hromosomās, netiek pareizi izlaboti, un šie pārtraukumi notiek arī biežāk nekā parasti.

Šis nosacījums ir iedzimts. Šajā grupā plaši pazīstama slimība ir Vernera sindroms. Šī ir autosomāli recesīva slimība, t.i. mutācija, kas izraisa šo slimību, atrodas vienā no autosomām, vienā no hromosomām (izņemot dzimuma hromosomas). Tas ir recesīvs, tas fenotipu ietekmē retāk nekā dominējošā gēna mutācija. Vernera sindroms galvenokārt ietekmē mezodermālos audus. Pēc pubertātes skartā persona noveco ātrāk.

Vēl viena slimība no hromosomu pārrāvuma sindroma kategorijas ir Luisa-Bāra sindroms. Tā ir arī autosomāli recesīva slimība. Ar šo stāvokli ir saistīts ļoti daudz dažādu simptomu. Tas izskaidrojams ar to, ka tiek ietekmēts gēns, kurš atpazīst UV staru radītus DNS bojājumus un ir iesaistīts arī DNS remonta regulēšanā. Notiek neiroloģiski defekti un imūnsistēmas darbības traucējumi. Rezultāts ir vairākas citas slimības, piemēram, pneimonija.

Turklāt slimība Xeroderma pigmentosum ir slimība, kuru var pieskaitīt šai klasei. Tā ir ādas slimība. Skartos cilvēkus sauc arī par mēnessgaismas bērniem. Gēnus, kas kodē fermentus DNS remonta mehānismā, ietekmē defekti. Āda ir traucēta UV starojuma dēļ, kas noved pie ādas audzēju attīstības. Skartiem ir jāizvairās no dienasgaismas, kas ietekmē visu dzīves ritmu.