Главная arrow Фермент репарации

Фермент репарации

Поэтому именно сохранение целостности структуры молекул ДНК имеет первостепенное значение для нормальной работы наследственного механизма. И именно для защиты ДНК от любых (вызванных не только радиацией) мутагенных влияний была выработана делая система внутриклеточных механизмов восстановления (репарации) повреждений ДНК. Этот «ремонт на ходу» поврежденных молекул ДНК осуществляется с помощью специальных ферментных систем. Ферментный белок, отдельные его молекулы время от времени двигаются вдоль длинной нити молекулы ДНК, проверяя ее целость, как бы сверяют реальную структуру с чертежом, шаблоном. И если обнаруживается повреждение, производится ремонт. Причем несколько ферментных систем дублируют друг друга, повышая надежность всего механизма наследования информации.

Первой из репаративных систем клетки была открыта и изучена система, осуществляющая устранение одного типа повреждений ДНК — так называемых пири-мидиновых димеров. Азотистые основания в молекуле ДНК, в особенности пиримидиновые, весьма чувствительны к действию ультрафиолетовой и ионизирующей радиации. После поглощения части энергии кванта радиации в молекуле пиримидиновых оснований (тимина, цитозина, урацила) разрывается двойная связь между 5-м и б-м атомами углерода. Если такое, событие происходит одновременно в двух тиминовых основаниях, расположенных близко друг от друга в комплементарных (соседних) нитях молекулы ДНК, то разорванные связи замыкаются, образуя прочную ковалентную связь между двумя основаниями — димер тимина. Аналогично могут возникать димеры цитозина или тимин-цитозин. После этого нити ДНК уже не могут разойтись. Следовательно, невозможным становится само-удвоение ДНК или считывание закодированной в ней наследственной информации.

Фермент репарации, отыскав такое повреждение, разрезает связи, соединяющие два пиримидина в ди-мере, восстанавливая исходную нормальную структуру ДНК. Причем фермент использует для этой работы энергию видимого света или ближней ультрафиолетовой радиации. Поэтому этот вид внутриклеточного восстановления получил название «фотореактивация», а фермент — «фотолиаза». Фотореактивация была открыта в 1949 г. одновременно в СССР И. Ф. Ковалевым и в США А. Кельнером.