Riparimi i ADN-së

Informacion i pergjithshem

Agjentët dëmtues të ADN-së

Rrezatimi

1. Rrezatimi jonizues (rrezet gama, rrezet x)

2. Rrezatimi ultravjollcë (veçanërisht ~260 nm, është në këtë rajon që ndodh thithja maksimale e ADN-së)

Radikalet reaktive të oksigjenit formohen gjatë frymëmarrjes normale qelizore në rrugë të ndryshme biokimike.
Kimikatet mjedisore.

Shumë hidrokarbure.

Kimikatet e përdorura në kimioterapinë antitumorale.

Llojet e dëmtimit të ADN-së

1. Të katër bazat në ADN (A, T, C, G) mund të modifikohen në mënyrë kovalente në pozicione të ndryshme.
Më e zakonshme është humbja e një grupi amino (deaminimi) - në këtë rast, C kthehet në U.
Inkorporimi i gabuar i bazave ndodh për shkak të gabimeve në funksionimin e polimerazave të ADN-së gjatë replikimit.
Përfshirja më e zakonshme është uracil në vend të timinës.
Shkeljet e strukturës.
Thyerjet mund të ndodhin në ADN. Thyerjet mund të jenë me një fije floku, ose të dy vargjet e ADN-së mund të thyhen.

Rrezatimi jonizues mund të jetë një shkak i zakonshëm i këputjeve të tilla.
Një lidhje kovalente mund të formohet midis bazave ngjitur, dhe lidhja mund të formohet midis bazave ngjitur në të njëjtën varg ose midis dy vargjeve të ADN-së.
llojet e dëmtimit të ADN-së
ndryshimi i një baze
apurinizimi
duke zëvendësuar C me Y
duke zëvendësuar A me hipoksantinë
alkilimi i bazës
futja ose fshirja e një nukleotidi
duke vendosur një bazë të ngjashme
ndryshimi i dy bazave
formimi i dimerëve të timinës
ndërlidhje me një agjent alkilues bifunksional
thyerja e zinxhirit
rrezatimi jonizues
shkatërrimi radioaktiv i elementeve bazë
ndërlidhjet
ndërmjet bazave të një filli ose dy fijeve paralele
ndërmjet ADN-së dhe molekulave të proteinave, siç janë histonet

Riparimi i bazave të dëmtuara

Themelet e dëmtuara mund të riparohen në mënyra të ndryshme:
Riparimi i drejtpërdrejtë kimik i dëmtimit.

Riparimi i ekscisionit (ER), në të cilin baza e dëmtuar hiqet dhe zëvendësohet me një të re. Ekzistojnë tre modele të riparimit të ekscizionit, secili duke përdorur grupin e vet të enzimave.
Riparimi i ekscisionit bazë (BER).
Riparimi i ekscisionit të nukleotideve (NER).
Riparimi i mospërputhjes (MMR).

Riparimi i drejtpërdrejtë i dëmtimit.

Shkaku më i zakonshëm i mutacioneve pika tek njerëzit është shtimi spontan i një grupi metil, një lloj alkilimi. Modifikime të tilla korrigjohen nga enzimat e quajtura glikozilaza, të cilat korrigjojnë gabimin pa e shkatërruar vargun e ADN-së.

Disa barna të përdorura në kimioterapi gjithashtu dëmtojnë ADN-në përmes alkilimit.
Problemi me riparimin është se me një grup të kufizuar enzimash dhe mekanizmash, qeliza duhet të përballojë shumë dëmtime të shkaktuara nga një shumëllojshmëri e gjerë agjentësh kimikë dhe fizikë.

Riparimi i ekscisionit bazë (BER)

Ngjarjet kryesore kryesore:

1. Heqja e bazës së dëmtuar (ndodh ~20 000 herë në ditë në çdo qelizë të trupit të njeriut) ADN glikozilaminë. Njerëzit kanë të paktën 8 gjene që kodojnë glikozilaza të ndryshme të ADN-së, secila prej të cilave njeh një grup të ndryshëm lezionesh bazë.
2. Heqja e deoksiribofosfatit çon në formimin e një zbrazëtie në ADN.
3. Zëvendësimi me nukleotidin e duhur. Ky funksion tek njerëzit kryhet nga polimeraza beta e ADN-së.
4. Lidhja e shkëputjes së zinxhirit. Ka dy enzima, të dyja kërkojnë ATP.

Riparimi i heqjes së nukleotideve (NER)

NER ndryshon nga BER në disa mënyra.
Përdorimi i sistemeve të ndryshme enzimatike.
Edhe nëse gabimi është në një nukleotid, shumë nukleotide në zonën e dëmtimit hiqen menjëherë.

Ngjarjet kryesore kryesore të NER:
1. Dëmi njihet nga një ose më shumë faktorë që lidhen me vendin e dëmtimit.
2. ADN-ja zbërthehet në vendin e dëmtimit. Ky proces përfshin
faktorë të ndryshëm transkriptimi IIH, TFIIH, (të cilët funksionojnë edhe gjatë transkriptimit normal).
3. ADN-ja pritet në skajet 3" dhe 5" të dëmtimit, si rezultat i së cilës hiqet fragmenti i ADN-së që përmban nukleotidin e dëmtuar.
4. Një zinxhir i ri i ADN-së plotësohet duke përdorur shabllonin e një zinxhiri ADN-je të padëmtuar nga polimerazat delta ose epsilon.
5. Ligazat ndërlidhin skajin e porsasintetizuar të zinxhirit.

Kserederma pigmentare (XP)
XP është një sëmundje e rrallë e trashëguar e njeriut që manifestohet në dëmtim të lëkurës kur ekspozohet ndaj dritës, e cila përfundimisht çon në zhvillimin e kancerit të lëkurës dhe vdekjen e pacientit.
Sëmundja shfaqet për shkak të mutacioneve në gjenet e përfshira në riparimin e NER. Për shembull:
XPA kodon një proteinë që lidhet me vendin e lëndimit dhe ndihmon në montimin e kompleksit të riparimit.
XPB dhe XPD, të cilat janë pjesë e faktorit të transkriptimit TFIIH. Disa mutacione në XPB dhe XPD gjithashtu mund të shkaktojnë plakje të parakohshme.
XPF pret vargun e ADN-së nga fundi 5" i dëmtimit.

XPG pret zinxhirin nga fundi 3".

Riparimi i mospërputhjes (MMR)

Riparimi i mospërputhjes korrigjon bazat e paprekura të papërputhshme që nuk formojnë një çiftim normal Watson-Crick (A T, C G). Gabime të tilla ndodhin gjatë funksionimit të ADN polimerazës gjatë replikimit.
Riparimi i mospërputhjes përfshin enzimat e përfshira në riparimin e BER dhe NER, si dhe enzima të specializuara.
Sinteza e ADN-së gjatë riparimit të mospërputhjes kryhet nga ADN polimeraza delta ose epsilon.
Sistemi i riparimit të mospërputhjes është i përfshirë në rritjen e saktësisë së rikombinimit gjatë mejozës.

Riparimi i thyerjes së ADN-së

Rrezatimi jonizues dhe disa kimikate mund të thyejnë një ose dy fije ADN-je.
Thyerje me një fije (SSB)
Thyerjet në një nga fijet e ADN-së shpesh riparohen nga enzimat e përfshira në riparimin e BER.
Thyerje me dy fije (DSB)
Ekzistojnë dy mekanizma që mund të eliminojnë thyerjet e ADN-së me dy fije:
Lidhja e drejtpërdrejtë e skajeve të thyera. Ky proces kërkon të veçanta
enzimat që njohin dhe lidhin skajet e thyera dhe më pas i qepin së bashku. Nëse ADN-ja e thyer ka skaje të hapura dhe bashkimi i dy fragmenteve të ADN-së ndodh rastësisht, atëherë ky riparim quhet NHEJ. Proteina Ku kërkohet për NHEJ. Ku është një nënnjësi heterodimerike e përbërë nga dy proteina Ku70 dhe Ku80.
Gabimet që ndodhin gjatë lidhjes direkte mund të shkaktojnë zhvendosje.
Ligaza polinukleotide- restauruar qark i vetëm ADN-ja prishet

Rikombinim homolog

Rikombinimi homolog është i aftë të riparojë skajet e thyera të kromozomeve duke përdorur ADN-në e një kromatidi motër të padëmtuar që disponohet pas dyfishimit të kromozomeve.
Gjenet e nevojshme për rikombinimin homolog janë BRCA-1 dhe BRCA-2.

Shndërrimi i gjenit
Dhuruesi i ri i gjenit mund të jetë:
kromozom homolog (gjatë mejozës)
kromatid motra (edhe gjatë mejozës)
një gjen i dyfishuar në të njëjtin kromozom (gjatë mitozës)

Korrigjimi i gabimeve për shkak të aktivitetit 3'-5' ekzonukleazë të polimerazës gjatë replikimit (vetëm te prokariotët) (mutacioni E. coli mutD-mutator-ndryshimi - nënnjësia e ADN-pol.III)
Dimerët e timinës, gjen-phr i enzimës fotoliazë (në eukariotët e ulët)
Heqja e grupeve alkil dhe metil të bashkangjitur - O-6-metilguaninë transferazë (gjeni ada) - heq O-6-metilguaninën
ekscizional r. bazat [E.coli] [njeri | njohja e dëmit. Proteina XPA në bashkëpunim me RPA | përfshirë f-r transkr. TFIIH (Aktiviteti P52, P34, P44, P62, XPB-XPD-helikazë) | ERCC1-XPF, XPG - nukleaza, prerë ADN-në në të dy anët e dëmtimit. | ADN polimeraza- dhe ndihmëse. Proteinat RFC dhe PCNA mbyllin hendekun]
R. glikozilaza bazë azotike largon bazike.
Vendi AP (apurinik, apirimidinik) | Endonukleaza AP njeh hendekun, prerjen. 5' ADN
postreplikativ r. (PRR)
SOS-r. proteinat bashk. me ADN polimerazë, vajza. ADN-ja ndërtohet përballë dëmtimit. ADN

Shkurtesat.
BER - Riparimi i ekscisionit të bazës

NER - Riparimi i Ekscisionit të Nukleotideve
MMR - Riparimi i mospërputhjes
NHEJ - Jo-Homologous Fund-Jining

Riparimi i mospërputhjes

Gjatë procesit të replikimit, si rezultat i gabimeve të polimerazës, mund të futen nukleotide jo plotësuese, të cilat mund të çojnë në mutacione në vargun e ADN-së së bijës. Bazat e paçiftuara njihen nga enzimat e riparimit të mospërputhjes dhe zëvendësojnë nukleotidet e papërputhshme.

Enzimat e këtij sistemi sigurojnë rikombinim homolog, si dhe ndalimin e ciklit qelizor në përgjigje të dëmtimit të ADN-së.
Sistemi i riparimit të mospërputhjes së E. coli, duke përdorur proteinat MutHLS, njeh dhe riparon të gjitha çiftet e bazave jo plotësuese përveç C–C. Për më tepër, ky sistem riparon futje të vogla në njërën nga fijet e ADN-së që rezultojnë nga gabimet e riprodhimit, gjatësia e të cilave nuk i kalon katër nukleotide.
Në mënyrë tipike, E. coli ka ADN të metiluar Metilaza e digës sipas faqes GATC. Megjithatë, pas përfundimit të replikimit, vargu i ADN-së së bijës mbetet i pametiluar për ca kohë.
Ky sistem mund të rindërtohet in vitro duke përdorur
ADN me një varg të metiluar si substrat, të cilit i shtohen proteinat e pastruara MutH, MutL, MutS, UvrD (helikaza II), holoenzima e ADN polimerazës III, ADN ligaza, proteina SSB dhe një nga ekzonukleazat: ExoI, ExoVII ose RecJ. Procesi i riparimit inicohet duke futur një thyerje me një fije floku në vargun e pametiluar pranë vendit pjesërisht të metiluar GATC, i ndjekur nga hidroliza e vargut të ADN-së dhe duke mbushur boshllëkun me një fije floku që rezulton. Në këtë rast, proteina MutS lidhet me nukleotide të çiftëzuara gabimisht. Proteina MutL nuk ka aktivitet enzimatik, megjithëse ndërvepron me MutS dhe është e nevojshme për aktivizimin e MutH, një endonukleazë që kryen thyerje të ADN-së me një fije floku. Kështu, kompleksi MutS-MutL, i mbledhur në një vend të ADN-së me një nukleotid të keq çiftuar, stimulon aktivitetin e endonukleazës (nikazave) të MutH. Sistemi pa qeliza nuk kërkon praninë e MutH në prani të një thyerjeje me një fije floku në substratin e ADN-së. Sistemi i riparimit MutHLS mund
përdorni sekuenca GATC pjesërisht të metiluara të vendosura në rrjedhën e sipërme dhe të poshtme të rajonit të dëmtuar të ADN-së. Në të njëjtën kohë, në
Përveç helikazës II, heqja e një nukleotidi të përfshirë gabimisht përfshin një nga ekzonukleazat: ExoI (3'-exo), ExoVII (3'- dhe 5'-exo) ose RecJ (5'-exo), në varësi të vendndodhjen e vendit GATC në lidhje me nukleotidin e korrigjuar. Pas heqjes së nukleotideve, boshllëku që rezulton me një zinxhir mbushet nga holoenzima e ADN polimerazës III në prani të proteinës SSB dhe ligazës së ADN-së. Duhet theksuar se përdorimi i proteinës MutH dhe metilazës Dam për të njohur vargun e bijës së ADN-së së replikuar është një veti unike e baktereve Gram-negative. Bakteret gram-pozitive nuk metilojnë fijet e ADN-së për qëllime të shënjimit. Nëse vendet e GATC janë plotësisht të metiluara, sistemi i riparimit të E. coli MutHLS modifikon nukleotidet e papërputhshme në të dy vargjet e ADN-së me efikasitet të barabartë.
E. coli ka të paktën dy të tjera specifike
rrugët për riparimin e nukleotideve të papërputhshme. Sistemi VSP (shtegu shumë i shkurtër i riparimit të patch-it) riparon çiftet G–T jo plotësuese, duke i zëvendësuar ato me G–C. Besohet se çifte të tilla formohen si rezultat i deaminimit të 5-metilcitozinës në vendet ku mbetjet C metilohen nga metilaza Dcm. Me efikasitet më të ulët, i njëjti sistem zëvendëson çiftet G–U me G–C. Një tjetër sistem riparimi i varur nga MutY eliminon në mënyrë specifike pasojat e dëmtimit oksidativ të guaninës. Nëse dGTP oksidohet për të formuar 8-okso-dGTP, proteina MutT e copëton këtë të fundit, duke parandaluar përfshirjen e saj në ADN. Nëse megjithatë përfshihet përballë mbetjes C, atëherë glikozilaza Fpg (MutM) e heq këtë bazë të modifikuar. Në rastin kur 8-okso-G mbetet në ADN, në raundin tjetër të replikimit çiftohet me A dhe si rezultat mund të ndodhë transversioni G–C>T–A. Në këtë rast, proteina MutY vepron si një glikozilazë e ADN-së, duke hequr mbetjen A nga një çift i gabuar dhe si një liazë AP, duke futur një fije floku të vetme.
boshllëk ngjitur me sitin AP. Kjo pasohet nga proceset e diskutuara më lart në lidhje me funksionimin e sistemit të riparimit BER. Sekuenca e reaksioneve që përfshin MutY gjithashtu riparon çifte jo plotësuese A-G dhe A-C për të formuar përkatësisht çifte C-G dhe G-C. Riparimi i bazave të mospërputhshme tek eukariotët ndodh kur
pjesëmarrja e një kompleksi proteinash të ngjashme me sistemin bakterial MutHLS. Proteina GTBP e njeriut është një homolog i proteinës bakteriale MutS, dhe në maja proteina Msh6 luan një rol përkatës. Njohja e nukleotideve të papërputhshme te njerëzit kryhet nga heterodimeri MSH2-GTBP. Homologët MutL në qelizat S. cerevisiae janë proteinat MLH1 dhe PMS2, të cilat ekzistojnë gjithashtu si komplekse heterodimerike. Mutacionet në gjenet që kodojnë këto proteina tek njerëzit shoqërohen me formimin e një fenotipi mutator dhe zhvillimin e kancerit të trashëguar të zorrës së trashë (sindroma HNPCC).

Riparimi i drejtpërdrejtë

Ekzistojnë dy rrugë kryesore për riparimin e bazave të alkiluara: riparimi i heqjes së bazës (BER) dhe riparimi i heqjes direkte të bazës. Në BER, glikozilazat e ADN-së çajnë bazat citotoksike të alkiluara në ADN në hapin e parë me formimin e një vendi AP dhe përpunimin e tij pasues. Në rastin e riparimit të drejtpërdrejtë zbatohen dy metoda: riparimi me alkiltransferaza ose oksidimi i grupit alkil, në të dyja rastet ndodh rigjenerimi i bazave të paprekura. Nëse riparimi ndodh nga alkiltransferazat (te gjitarët, vetëm O6-alkilguanina riparohet nëpërmjet kësaj rruge), atëherë O6-alkilguanina transferaza (AGT) transferon një grup metil ose etil nga O6-alkilguanina në një nga mbetjet e veta të cisteinës. . Një proteinë e alkiluar si rezultat i aktivitetit të saj inaktivizohet, por mund të shërbejë si rregullator i aktivitetit të gjenit të saj dhe disa të tjerëve. Në kontrast me transferazat vetëvrasëse O6-metilguanine, të cilat demetilojnë në mënyrë specifike shumë mutagjene dhe toksike
Dëmtimi i O6-metilguaninës, AlkB nga E. coli dhe homologët e tij njerëzorë hABH2 dhe hABH3 oksidojnë grupet metil të 1-metiladeninës (1-meA) dhe 3-metilcitozinës (3-meC) në ADN për të rigjeneruar bazat e pamodifikuara të adeninës dhe citozinës.

O 6 -alkilguaninë transferazë

Aktiviteti i O6-alkilguaninës transferazës gjendet në shumicën e organizmave dhe ndërhyn në efektin mutagjenik të O6-alkilguaninës. AGT konverton O6-alkilguaninën në guaninë duke transferuar një grup alkil nga ADN-ja në një mbetje cisteine ​​reaktive në proteinë në një reagim të pakthyeshëm.

Ky shtim kovalent i një grupi alkil në një mbetje cisteine ​​inaktivizon enzimën. Prandaj, AGT është një enzimë vetëvrasëse që i nënshtrohet degradimit proteolitik pas një
reaksionet e transalkilimit. Studimet strukturore zbulojnë se qendra aktive e AGT ndodhet brenda pjesës më të madhe të enzimës në një distancë nga vendi i lidhjes së ADN-së. Enzima mendohet se "punon" nga një mekanizëm "rrotullimi i nukleotideve" për të sjellë në afërsi bazën e substratit dhe zonën aktive nukleofile të AGT.

Rëndësia e AGT në mbrojtjen e gjitarëve nga efektet toksike dhe mutagjene të agjentëve alkilues është demonstruar te minjtë. Minjtë transgjenikë që shprehnin AGT mbishprehën ritme dukshëm më të ulëta të fillimit të tumorit në përgjigje të agjentit metilues N-metil-N-nitrosourea, ndërsa minjtë me mungesë në AGT ishin shumë më të ndjeshëm ndaj fillimit të tumorit dhe efekteve toksike të këtij agjenti në krahasim me minjtë jomutantë . AGT është një enzimë e rëndësishme në terapinë kundër kancerit pasi antagonizon efektet citotoksike të agjentëve antikancerogjenë të klasës chloroethylnitrosourea (CENU), p.sh.
BCNU (N,N-bis(2-kloroetil)N-nitrosurea) ose temozolomid. Është treguar se sasia në të cilën AGT është e pranishme në tumore përcakton në masë të madhe se sa i favorshëm do të jetë rezultati i terapisë antitumorale duke përdorur CENU. CENU fillimisht reagon me grupin O6-karbonil të guaninës për të formuar përbërjen 4 , e cila më pas konvertohet në N 1 , O 6 -etanoguaninë 5 . Kompleksi 5 rigrupohet brenda pak orësh në ICL fiziologjikisht aktive 6 . AGT ndërhyn me formimin 6 kur ndërvepron me 4 ose 5 , rinovimin e guaninës ose formimin e një addukti të proteinës së ADN-së 8 . Është marrë konfirmimi eksperimental i formimit të adduktit 8 , por ishte izoluar në një sasi shumë të vogël për përshkrimin e tij të detajuar. Gjatë një studimi biokimik të këtij problemi, u prezantua N1,O6-etanoxanthin
9 si një analog i qëndrueshëm 5 në ADN. Etanoksantina 9 reagon me AGT për të formuar një addukt të qëndrueshëm të proteinës së ADN-së 7 . Kjo qasje lejoi formimin e një addukti AGT-DNA të lidhur në mënyrë kovalente 10 në sasi të mëdha, të cilat mund të përdoren për të përcaktuar strukturën e AGT të lidhur me ADN-në. Ndërveprimi i AGT dhe terapisë alkiluese ka çuar në kërkimin e frenuesve AGT që mund të përdoren në terapinë e kancerit në lidhje me agjentët alkilues. Deri më sot janë krijuar frenues, kryesisht derivate të guaninës me zëvendësues në pozicionin O 6. O 6 -benzilguaninë 2 është gjetur të jetë frenuesi tipik AGT me të cilin krahasohen molekulat e reja. Efektiviteti i O 6-BzG në rritjen e citotoksicitetit të CENU është demonstruar në modelet e kafshëve. Faktori kufizues i kësaj qasjeje terapeutike është toksiciteti për organet e shëndetshme, pjesërisht për palcën e eshtrave. Disa
Një grup shkencëtarësh synojnë të anashkalojnë këtë problem duke gjeneruar një variant ATG që është rezistent ndaj frenimit të O 6 -BzG, i cili mund të përdoret për të mbrojtur palcën e eshtrave duke përdorur transferimin e gjeneve.

AlkB, hABH2 dhe hABH3 oksidoreduktaza

Një mënyrë tjetër e riparimit të drejtpërdrejtë të bazave të alkiluara është oksidimi i grupit alkil me rigjenerimin e një baze azotike të paprekur. Enzima AlkB në Escherichia coli dhe dy analoge njerëzore hABH2 dhe hABH3 demetilojnë në mënyrë specifike 1-metiladeninë dhe 3-metilcitozinë në ADN. Por ndryshe nga AGT, këto enzima kanë specifikë substrati të drejtuar drejt sipërfaqes së çifteve të bazave G:C dhe A:T. Dëmtimi i 1-alkiladeninës
dhe 3-metilcitozina formohen kur adenina dhe citozina janë në një strukturë njëvargëshe (gjatë replikimit ose transkriptimit) dhe janë substrate për AlkB, hABH2 dhe hABH3. Ata oksidojnë grupet metil të 1-metiladeninës (1-meA) dhe 3-metilcitozinës (3-meC) në ADN për të rigjeneruar bazat azotike të adeninës dhe citozinës. AlkB është treguar gjithashtu se mbron nga dëmtimet toksike - ngjitet me grupin etil dhe konverton 1-etiladeninë në adeninë në ADN, duke prodhuar acetaldehid si rezultat i reagimit. Në këtë mënyrë riparohet dëmtimi i mutagjenit të njohur dhe kancerogjenit oksid etilen, i cili formohet në mënyrë endogjene gjatë metabolizmit të etilenit dhe përdoret gjerësisht edhe si tymosës për sterilizim. Adduktet hidroksietil të krijuara nga oksidi i etilenit gjenden në ADN-në e qelizave. Epookside të tjera të vogla alkiluese përdoren gjithashtu në sasi të mëdha në prodhimin kimik. AlkB është treguar se zvogëlon efektet toksike të agjentëve dëmtues të ADN-së që gjenerojnë hidroksietilen.
adduktet propil dhe hidroksipropil. AlkB riparon trifosfatet e alkiluara me 1-me-dATP në mënyrë aktive por joefikase. Është sugjeruar se kjo aftësi mund të zvogëlojë nivelin e inkorporimit të trifosfateve të alkiluara gjatë sintezës së ADN-së; përveç kësaj, fragmenti Klenow i ADN polimerazës I në E. coli mund të përdorë 1-me-dATP si një pararendës për sintezën e ADN-së in vitro. Enzimat njerëzore hABH2 dhe hABH3 gjithashtu demetiluan mbetjet e 1-metiladeninës në poli(dA), por ishin joefektive në substrate të shkurtra. Kështu, hABH3 kishte aktivitet shumë të ulët në trimerin d(Tp1-meApT), ndërsa për hABH2 nuk u zbulua asnjë aktivitet.

AlkB dhe homologët e tij njerëzorë janë pjesë e superfamiljes së dioksigjenazave të varur nga β-ketoglutarate/Fe(II) dhe procesi i riparimit përfshin një kombinim të dekarboksilimit të β-ketoglutaratit dhe demetilimit oksidativ të bazës së dëmtuar. Lezionet 1-meA dhe 3-meC formohen kryesisht në ADN me një fije floku dhe me sa duket
ndodhin në pirunin e replikimit dhe në gjenet e transkriptuara në mënyrë aktive ku ato mund të bllokojnë polimerazat e ADN-së dhe ARN-së. Në fakt, AlkB, hABH2 dhe hABH3 i riparojnë këto lezione në ADN me një fije floku, por riparimi ndodh edhe në oligonukleotidet e pjekura në vargun plotësues pas alkilimit. Efikasiteti i riparimit të 1-metiladeninës nga AlkB nuk varet nga struktura polinukleotide, por kërkohet prania e një grupi nukleotid 5"-fosfat. Gjithashtu, enzimat humane hABH2 dhe hABH3 demetilojnë mbetjet e 1-metiladeninës në poli(dA); ato ishin joefektive në substrate të shkurtra.Përveç kësaj, lezionet që përmbajnë një ngarkesë pozitive (ribonukleozidet 1-meA dhe 3-meC kanë pKa = 9.3 dhe 9.6, përkatësisht) u riparuan më mirë se bazat e pangarkuara (1-meG dhe 3-meT). Megjithatë, meqenëse 1-meG (dhe në një masë më të vogël 3-meT) u riparuan nga AlkB, atëherë ngarkesa formale pozitive e bazës nuk është një kusht i domosdoshëm për funksionimin e AlkB. Nga ky këndvështrim
Është e paqartë nëse ky rezultat është për shkak të njohjes më të mirë të bazave të ngarkuara pozitivisht përmes ndërveprimeve elektrostatike me AlkB ose nëse bazat e ngarkuara pozitivisht thjesht e bëjnë ADN-në një grup largues më të mirë pas hidroksilimit të grupit metil.

Shkurtesat:

• AGT - transferaza alkilguanine
• BER - riparimi i heqjes së bazës
• ADN - acid deoksiribonukleik
• ARN - acid ribonukleik
• BCNU - N,N-bis(2-kloroetil)N-nitrosurea
• CENU - kloroetilnitrozourea
• O 6 -BzG - O 6 -benzilguaninë
• 1-meA - 1-metiladeninë
• 1-meG - 1-metilguaninë
• 3-meC - 3-metilcitozinë
• 3-meT - 3-metiltiminë

Literatura:

» Orlando D. Scharer (2003) Angew. Kimik. Int. Ed. 42, 2946-2974
» James C. Delaney dhe John M. Essigmann Mutagjeneza, gjenotoksiciteti dhe riparimi i 1-metiladeninës, 3-alkilcitozinës, 1-metilguaninës dhe 3-metiltiminës në alkB Escherichia coli
» Pertti Koivisto, Tod Duncan, Tomas Lindahl dhe Barbara Sedgwick Substrati Minimal i Metiluar dhe Gama e Zgjeruar e Substratit të Proteinës Escherichia coli AlkB, një Dioksigjenazë 1-Methyladenine-DNA*
» Duncan, T., Trewick, S. C., Koivisto, P., Bates, P. A., Lindahl, T. & Sedgwick, B. (2002) Proc. Natl. Akad. Shkencë. SHBA 99, 16660-16665. 5. Aas, P. A., Otterlei, M., Falnes, P. O., Vagbo, C. B., Skorpen, F., Akbari, M., Sundheim, O., Bjoras, M., Slupphaug, G., Seeberg, E., etj. al. (2003) Natyra 421, 859-863.
" Hollis, T., Lau, A., dhe Ellenberger, T. (2000) Mutat. Res. 460, 201-210
" Daniels, D. S. dhe Tainer, J. A. (2000) Mutat. Res. 460, 151-163
" Trewick, S. C., Henshaw, T. F., Hausinger, R. P., Lindahl, T., dhe Sedgwick, B. (2002) Nature 419, 174-178
» Falnes, P. O., Johansen, R. F., dhe Seeberg, E. (2002) Nature 419, 178-181
» Duncan, T., Trewick, S. C., Koivisto, P., Bates, P. A., Lindahl, T., dhe Sedgwick, B. (2002) Proc. Natl. Akad. Shkencë. SHBA 99, 16660-16665
» Aas, P. A., Otterlei, M., Falnes, P. O., Vagbo, C. B., Skorpen, F., Akbari, M., Sundheim, O., Bjoras, M., Slupphaug, G., Seeberg, E., dhe Krokan , H. E. (2003) Nature 421, 859-863
» Aravind, L., dhe Koonin, E. V. (2001) Genome Biology 2, 0007.1-0007.8
" Bodell, W. J., dhe Singer, B. (1979) Biochemistry 18, 2860-2863
» Boiteux, S., dhe Laval, J. (1982) Biochimie (Paris) 64, 637-641
» Larson, K., Sahm, J., Shenkar, R., dhe Strauss, B. (1985) Mutat. Res. 150, 77-84
» Dinglay, S., Trewick, S. C., Lindahl, T., dhe Sedgwick, B. (2000) Genes Dev. 14, 2097-2105

Riparimi i thyerjes së ADN-së

Fotoreaktivizimi

Thithja e energjisë së rrezatimit UV nga molekulat e ADN-së çon në formimin e llojeve të ndryshme të dëmtimeve. Edhe pse mund të ndodhin këputje të vetme dhe të dyfishta dhe lidhje tërthore të proteinave të ADN-së, pjesa më e madhe e dëmtimeve të shkaktuara nga UV është për shkak të modifikimit të bazave azotike, me formimin e dimerëve të pirimidinës ciklobutan (CPD) dhe fotoprodukteve pirimidinë-pirimidon (6). -4PP) që janë llojet më të zakonshme të fotodëmtimit.

Dimerët e pirimidinës janë frenues si të replikimit ashtu edhe të transkriptimit, gjë që ngadalëson rritjen dhe çon në mutagjenezë gjatë replikimit të ADN-së nëse një dëm i tillë mbetet i pa riparuar.

Për të hequr dëmtimin e ADN-së të shkaktuar nga drita, shumë organizma përdorin enzima që lidhen në mënyrë specifike me CPD (CPD fotoliaza) ose 6-4PP (6-4PP fotoliaza) dhe korrigjojnë këto dëmtime. Fotoliazat CPD gjenden te bakteret, kërpudhat, bimët, jovertebrorët dhe shumë vertebrorë; fotoliazat 6-4PP gjenden deri më tani vetëm në Drosophila, krimbat e mëndafshit, Xenopus laevis dhe gjarpërinjtë me zile, por jo në Escherichia coli ose maja. Fotoliazat nuk janë zbuluar tek njerëzit. Fotoliazat përmbajnë FAD si një kofaktor katalitik dhe një kromofor shtesë si një antenë që mbledh dritë.

Kromoforet shtesë janë ose 5,10-meteniltetrahidrofolat (MTHF) ose 8-hidroksi-5-deazoriboflavin (8-HDF), me maksimum përthithjeje në gjatësi vale përkatësisht 380 dhe 440 nm. Strukturat kristalore të fotoliazave CPD nga E. coli dhe Anacystis nidulans sugjerojnë që për të lidhur ADN-në, enzimat rrotullojnë dimerin e pirimidinës nga dupleksi në një pus që përmban kofaktorin katalitik. Unaza e ciklobutanit më pas çahet nga transferimi i elektroneve të shkaktuar nga drita. Fotoliazat CPD njohin në mënyrë selektive CPD-të, të ngjashme me proteinat që lidhen me ADN-në. Drita e bardhë ose rrezatimi UV-B indukton shprehjen e fotoliazave CPD. Ndryshe nga fotoliazat CPD, fotoliazat 6-4PP shprehen në mënyrë të qëndrueshme dhe nuk rregullohen as nga drita e bardhë as nga rrezatimi UV-B.

Paraqitja skematike e fotoreaktivizimit në kromatinë. Oktamerët giton janë blu, ADN-ja është e zezë. Fotoliaza lidhet me dimerët e pirimidinës ciklobutan (CPDs), rrotullon dimerin e pirimidinës dhe rigjeneron pirimidinat vendase në një reaksion të varur nga drita. Fotoliaza në mënyrë preferenciale riparon CPD-të në ADN-në lidhëse. Riparimi në nukleozome është i ngadalshëm dhe me sa duket lehtësohet nga vetitë dinamike të nukleozomeve që lëvizin dëmtimin e ADN-së në rajonin lidhës të ADN-së.

Një klasë fotoliazash specifike për CDP nga mikroorganizmat, të përcaktuara si fotoliaza të klasës I, ishte anëtari i parë i karakterizuar i familjes së fotoliazave. Kohët e fundit është zbuluar një klasë e lidhur ngushtë e fotoliazave 6-4 fotoprodukte specifike; anëtarët e kësaj familjeje janë gjetur në Drosophila melanogaster, Xenopus laevis dhe Arabidopsis thaliana. Kriptokromet, të cilët janë fotoreceptorë për pjesën vjollce të spektrit të dritës që gjendet në bimë dhe organizma të tjerë, janë gjithashtu të lidhur ngushtë me fotoliazat e klasës I.

Një familje fotoliazash CPD e lidhur më larg, e quajtur fotoliaza e klasës II, është identifikuar në një numër speciesh, duke përfshirë kafshët, Archaebacterium, Eubacterium dhe bimë më të larta. Të gjitha fotoliazat e karakterizuara janë treguar se përmbajnë FAD të reduktuar dhe shumica përmbajnë kromofore dytësore, në varësi të specieve, të MTHF ose 8-HDF. Një mekanizëm i ngjashëm reagimi është propozuar për të dyja klasat e fotoliazave CPD. Kromofori MTHF ose 8-HDF është si një antenë që thith dritën vjollce dhe përdor energjinë e absorbuar për të rigjeneruar FADH-.

Përbërja e kofaktorit të fotoliazës bimore nuk është kuptuar plotësisht, megjithëse kohët e fundit u tregua se fotoliazat CPD nga Arabidopsis që përmbajnë vetëm FADH kishin aktivitet enzimatik.

Literatura:

» Fritz Thoma, Dritë dhe errësirë ​​në riparimin e kromatinës: riparimi i lezioneve të ADN-së të shkaktuara nga UV nga fotoliaza dhe riparimi i heqjes së nukleotideve, Institut fur Zellbiologie, ETH-Zurich, Honggerberg, CH-8093 Cyrih, Zvicër
» Karakterizimi i enzimave të fotoliazës Arabidopsis dhe analiza e rolit të tyre në mbrojtjen nga rrezatimi ultraviolet-B, Wanda M. Waterworth 1, Qing Jiang, Christopher E. West, M. Nikaido dhe Clifford M. Bray

Historia e zbulimit

Dëmtimi i ADN-së me një fije dhe me dy fije

Studimi i riparimit filloi me punën e A. Kelner (SHBA), i cili zbuloi fenomenin e fotoreaktivizimit (PR) - një ulje e dëmtimit të objekteve biologjike të shkaktuara nga rrezet ultravjollcë (UV) me ekspozimin e mëvonshëm ndaj dritës së dukshme të ndritshme ( riparim i lehtë).

Riparimi i ekscizionit

Riparimi post-replikativ u zbulua në qeliza E.Coli, i paaftë për të çarë dimerët e timinës. Ky është i vetmi lloj riparimi që nuk ka një fazë të njohjes së dëmit.

Shënime

Fondacioni Wikimedia. 2010.

Shihni se çfarë është "riparimi i ADN-së" në fjalorë të tjerë:

Riparimi i defekteve në ADN që rezultojnë nga mutacioni ose rikombinimi. Ai kryhet nga një sistem enzimash riparuese, disa prej të cilave vendosin vendin e dëmtimit, të tjerat "e presin", të tjera sintetizojnë zonat e dëmtuara dhe të tjera... ... Fjalori i mikrobiologjisë

Riparimi i ADN-së- korrigjimi i "gabimeve" në strukturën parësore të ADN-së si rezultat i veprimit të enzimave speciale të riparimit ... Një fjalor i shkurtër i termave biokimikë

Riparimi i ADN-së- - Temat e bioteknologjisë EN Riparimi i ADN-së ... Udhëzues teknik i përkthyesit

Riparimi i ADN-së- DNR reparacija statusas T sritis augalininkystė apibrėžtis DNR struktūros atsikūrimas po pažeidimo. atitikmenys: angl. Riparimi i ADN-së rus. Riparimi i ADN-së... Žemės ūkio augalų selekcijos ir sėklininkystės terminų žodynas

RIPARIMI i ADN-së- Rivendosja e strukturës origjinale në molekulën e ADN-së, d.m.th. sekuenca e saktë e nukleotideve... Termat dhe përkufizimet e përdorura në mbarështimin, gjenetikën dhe riprodhimin e kafshëve të fermës

Riparimi i ADN-së- * Riparimi i ADN-së * Riparimi i ADN-së Korrigjimi enzimatik i gabimeve në sekuencën nukleotide të një molekule të ADN-së. Mekanizmat e ADN-së p. mbrojnë informacionin gjenetik të trupit nga dëmtimi i shkaktuar nga mutagjenët mjedisorë (p.sh. ultravjollcë,... ...

ADN-polimeraza e varur nga ADN-ja ADN polimeraza- ADN polimeraza e varur nga ADN, ADN polimeraza * ADN polimeraza e varur nga ADN, ADN polimeraza * ADN polimeraza e varur nga ADN ose ADN polimeraza një enzimë që katalizon polimerizimin (shih) të trifosfateve deoksiribonukleozide në një polimer... ... Gjenetika. fjalor enciklopedik

- (nga lat. i vonë reparatio restaurimi), karakteristik për të gjitha qelizat e organizmave të gjallë, restaurimi i strukturës origjinale (vendase) të ADN-së në rast të shkeljes së saj. Dëmtimi i strukturës së ADN-së mund të çojë në bllokimin e replikimit të ADN-së (vdekjeprurëse... ... Enciklopedia kimike

Riparimi: Riparimi i ADN-së është aftësia e qelizave për të riparuar dëmtimet kimike dhe thyerjet në molekulat e ADN-së. Reparacionet janë një formë e detyrimit financiar të një subjekti të së drejtës ndërkombëtare për dëmin e shkaktuar si rezultat i një... ... Wikipedia

Një sistem për zbulimin dhe riparimin e futjeve, lëshimeve dhe çiftimeve të gabuara të nukleotideve që ndodhin gjatë procesit të replikimit dhe rikombinimit të ADN-së, si dhe si rezultat i disa llojeve të dëmtimit të ADN-së Vetë fakti i çiftëzimit të gabuar nuk lejon... ... Wikipedia

libra

• Metilimi i ADN-së në bimë. Mekanizmat dhe roli biologjik, B. F. Vanyushin. Ky lexim i një prej pionierëve dhe liderëve të njohur botërorë në studimin e metilimit të ADN-së në organizma të ndryshëm paraqet në detaje gjendjen aktuale të problemit të përgjithshëm biologjik...

Dëmtohet gjatë biosintezës normale të ADN-së në qelizë ose si rezultat i ekspozimit ndaj reagentëve fizikë ose kimikë. Ajo kryhet nga sisteme të veçanta enzimatike të qelizës. Një sërë sëmundjesh trashëgimore (p.sh., xeroderma pigmentosum) shoqërohen me çrregullime të sistemeve të riparimit.

Historia e zbulimit

Studimi i riparimit filloi me punën e Albert Kellner (SHBA), i cili në vitin 1948 zbuloi fenomenin e fotoreaktivizimit - një reduktim i dëmtimit të objekteve biologjike të shkaktuara nga rrezet ultravjollcë (UV) pas ekspozimit të mëvonshëm ndaj dritës së dukshme të ndritshme ( riparim i lehtë).

R. Setlow, K. Rupert (SHBA) dhe të tjerë së shpejti vërtetuan se fotoreaktivizimi është një proces fotokimik që ndodh me pjesëmarrjen e një enzime të veçantë dhe që çon në ndarjen e dimerëve të timinës të formuara në ADN gjatë përthithjes së një kuantike UV.

Më vonë, gjatë studimit të kontrollit gjenetik të ndjeshmërisë së baktereve ndaj dritës UV dhe rrezatimit jonizues, u zbulua riparim i errët- aftësia e qelizave për të eliminuar dëmtimin e ADN-së pa pjesëmarrjen e dritës së dukshme. Mekanizmi i riparimit të errët të qelizave bakteriale të rrezatuara me dritë UV u parashikua nga A. P. Howard-Flanders dhe u konfirmua eksperimentalisht në 1964 nga F. Hanawalt dhe D. Petitjohn (SHBA). Është treguar se në bakteret, pas rrezatimit, seksionet e dëmtuara të ADN-së me nukleotide të ndryshuara priten dhe ADN-ja risintetizohet në boshllëqet që rezultojnë.

Sistemet e riparimit ekzistojnë jo vetëm në mikroorganizma, por edhe në qelizat e kafshëve dhe njerëzve, në të cilat ato studiohen në kulturat e indeve. Ekziston një sëmundje e njohur trashëgimore e njeriut - xeroderma pigmentosum, në të cilën riparimi është i dëmtuar.

Burimet e dëmtimit të ADN-së

Llojet kryesore të dëmtimit të ADN-së

Struktura e sistemit të riparimit

Çdo sistem riparimi përfshin komponentët e mëposhtëm:

• Helikaza e ADN-së është një enzimë që "njeh" vendet e ndryshuara kimikisht në një zinxhir dhe e thyen zinxhirin afër dëmtimit;
• DNase (deoksiribonukleaza) është një enzimë që "pret" 1 zinxhir ADN (sekuencë nukleotide) në një lidhje fosfodiesterike dhe heq seksionin e dëmtuar: ekzonukleaza punon në nukleotidet terminale 3` ose 5`, endonukleaza - në nukleotide të tjera nga ato terminale;
• ADN polimeraza është një enzimë që sintetizon seksionin përkatës të zinxhirit të ADN-së për të zëvendësuar atë të hequr;
• Ligaza e ADN-së është një enzimë që mbyll lidhjen e fundit në një zinxhir polimer dhe në këtë mënyrë rikthen vazhdimësinë e saj.

Llojet e dëmshpërblimit

Riparimi i drejtpërdrejtë

Riparimi i drejtpërdrejtë është mënyra më e thjeshtë për të eliminuar dëmtimet në ADN, e cila zakonisht përfshin enzima specifike që mund të eliminojnë shpejt (zakonisht në një hap) dëmtimin përkatës, duke rivendosur strukturën origjinale të nukleotideve. Ky është rasti, për shembull, me metiltransferazën O6-metilguaninë-DNA, e cila largon një grup metil nga një bazë azotike në një nga mbetjet e veta të cisteinës.

Riparimi i ekscizionit

Riparimi i ekscisionit (ang. excision - cutting) përfshin heqjen e bazave të dëmtuara azotike nga ADN-ja dhe restaurimin e mëvonshëm të strukturës normale të molekulës përgjatë zinxhirit komplementar. Sistemi enzimatik heq një sekuencë të shkurtër njëvargëshe të ADN-së me dy vargje që përmban baza të papërputhshme ose të dëmtuara dhe i zëvendëson ato duke sintetizuar një sekuencë plotësuese me vargun e mbetur.

Riparimi i ekscisionit është metoda më e zakonshme për riparimin e bazave të modifikuara të ADN-së. Ai bazohet në njohjen e një baze të modifikuar nga glikozilaza të ndryshme, të cilat çajnë lidhjen N-glikozidike të kësaj baze me shtyllën kurrizore sheqer-fosfat të molekulës së ADN-së. Në të njëjtën kohë, ekzistojnë glikozilaza që njohin në mënyrë specifike praninë e disa bazave të modifikuara në ADN (hidroksimetiluracil, hipoksantinë, 5-metiluracil, 3-metiladeninë, 7-metilguaninë, etj.). Për shumë glikozilaza, tani është përshkruar polimorfizmi i lidhur me zëvendësimin e njërit prej nukleotideve në sekuencën koduese të gjenit. Një numër izoformash të këtyre enzimave janë shoqëruar me një rrezik në rritje të kancerit [Chen, 2003].

Stabiliteti i lartë i ADN-së sigurohet jo vetëm nga ruajtja e strukturës së saj dhe saktësia e lartë e riprodhimit, por edhe nga prania e sistemeve speciale në qelizat e të gjithë organizmave të gjallë. reparacionet, duke eliminuar dëmtimin e ADN-së që ndodh në të.

Veprimi i kimikateve të ndryshme, rrezatimit jonizues dhe rrezatimit ultravjollcë mund të shkaktojë dëmtimin e mëposhtëm në strukturën e ADN-së:

· dëmtimi i bazave të vetme (deaminimi që çon në shndërrimin e citozinës në uracil, adeninës në hipoksantinë; alkilimi i bazave; përfshirja e analogëve të bazës, futja dhe fshirja e nukleotideve);

· dëmtimi i çifteve të bazave (formimi i dimerëve të timinës);

· ndërprerjet e qarkut (të vetme dhe të dyfishta);

· formimi i lidhjeve të kryqëzuara ndërmjet bazave, si dhe lidhjeve të kryqëzuara ADN-proteinë.

Disa nga këto çrregullime mund të ndodhin edhe në mënyrë spontane, d.m.th. pa pjesëmarrjen e ndonjë faktori dëmtues.

Çdo lloj dëmtimi çon në prishjen e strukturës dytësore të ADN-së, e cila shkakton bllokim të pjesshëm ose të plotë të replikimit. Çrregullime të tilla konformative shërbejnë si objektiva për sistemet e riparimit. Procesi i rivendosjes së strukturës së ADN-së bazohet në faktin se informacioni gjenetik përfaqësohet në ADN në dy kopje - një në secilën prej fijeve të spirales së dyfishtë. Falë kësaj, dëmtimi në një nga zinxhirët mund të hiqet nga një enzimë riparuese dhe ky seksion i zinxhirit risintetizohet në formën e tij normale për shkak të informacionit që përmban zinxhiri i padëmtuar.

Aktualisht, janë identifikuar tre mekanizma kryesorë të riparimit të ADN-së: fotoreaktivizimi, heqja dhe riparimi post-replikues. Dy llojet e fundit quhen gjithashtu riparime të errëta.

Fotoreaktivizimi përbëhet nga tretja nga një enzimë fotoliaza, aktivizuar nga drita e dukshme, dimerët e timinës që shfaqen në ADN nën ndikimin e rrezatimit ultravjollcë.

Ekcizioni riparimi konsiston në njohjen e dëmtimit të ADN-së, heqjen e zonës së dëmtuar, risintezën e ADN-së duke përdorur shabllonin e zinxhirit të paprekur, rivendosjen e vazhdimësisë së zinxhirit të ADN-së. Kjo metodë quhet edhe riparim sipas llojit të zëvendësimit të ekscizionit, ose më figurativisht, mekanizmi “cut-patch”. Riparimi i ekscisionit është një proces me shumë hapa dhe përbëhet nga:

1) “njohja” e dëmit;

2) prerja e një vargu të ADN-së pranë dëmtimit (prerjes);

3) heqja e zonës së dëmtuar (ekcizioni);

4) Risinteza e ADN-së në vendin e vendit të fshirë;

5) rivendosja e vazhdimësisë së zinxhirit të riparuar për shkak të formimit të lidhjeve fosfodiesterike midis nukleotideve
(Figura 6.2)

Oriz. 6.2 Skema e riparimit të ekscizionit

Riparimi fillon me aneksimin ADN-N-glikozilaza në bazën e dëmtuar. Ka shumë N-glikozilaza të ADN-së specifike për baza të ndryshme të modifikuara. Enzimat çajnë në mënyrë hidrolitike lidhjen N-glikozidike midis bazës së modifikuar dhe deoksiribozës, kjo çon në formimin e një vendi AP (apurinik-apirimidinik) në vargun e ADN-së (hapi i parë). Riparimi i faqes së AP mund të ndodhë vetëm me pjesëmarrjen e insertazat e ADN-së, i cili i shton një bazë deoksiribozës sipas rregullit të komplementaritetit. Në këtë rast, nuk ka nevojë të pritet vargu i ADN-së, të akcizohet nukleotidi i gabuar dhe të riparohet thyerja. Për dëmtime më komplekse të strukturës së ADN-së, pjesëmarrja e të gjithë kompleksit të enzimave të përfshira në riparim është e nevojshme (Fig. 6.2.): AP endonukleaza njeh vendin e AP dhe pret vargun e ADN-së pranë tij (faza II). Sapo të ndodhë një ndërprerje në qark, AP ekzonukleaza, i cili heq fragmentin e ADN-së që përmban gabimin (faza III). ADN polimeraza b plotëson boshllëkun që ka lindur sipas parimit të komplementaritetit (faza IV). ADN-ligaza lidh skajin 3¢ të fragmentit të saposintetizuar me zinxhirin kryesor dhe përfundon riparimin e dëmtimit (faza V).

Post-replikative riparimi aktivizohet në rastet kur riparimi i ekscisionit nuk mund të përballojë eliminimin e të gjithë dëmtimit të ADN-së përpara replikimit të saj. Në këtë rast, riprodhimi i molekulave të dëmtuara çon në shfaqjen e ADN-së me boshllëqe me një fije floku, dhe struktura vendase rikthehet gjatë rikombinimit.

Defektet kongjenitale të sistemit të riparimit janë shkaku i sëmundjeve të tilla trashëgimore si xeroderma pigmentosum, ataksi-telangiektazia, trikotiodistrofia, progeria.

RIPARIMI I ADN-së

Sistemet e riparimit

2 Riparimi i ekscizionit. Shembuj dhe lloje

3 Riparimi i gabimeve të replikimit të ADN-së

4 Riparimi rekombinant (pas replikativ) në baktere

5 Riparimi SOS

Sistemet e riparimit të ADN-së janë mjaft konservatore në evolucion nga bakteret te njerëzit dhe më së shumti janë studiuar në E. coli.

Dy lloje të dëmshpërblimit janë të njohura:drejt dhe ekscizional

Riparimi i drejtpërdrejtë

Riparimi i drejtpërdrejtë është mënyra më e thjeshtë për të eliminuar dëmtimet në ADN, e cila zakonisht përfshin enzima specifike që mund të eliminojnë shpejt (zakonisht në një fazë) dëmtimin përkatës, duke rivendosur strukturën origjinale të nukleotideve.

1. Kjo funksionon, për shembull,O6-metilguaninë ADN metiltransferazë

(enzimë vetëvrasëse), e cila heq një grup metil nga një bazë azotike në një nga mbetjet e veta të cisteinës

Në E. coli, deri në 100 molekula të kësaj proteine ​​mund të sintetizohen në 1 minutë. Një proteinë e ngjashme në funksion me eukariotët më të lartë me sa duket luan një rol të rëndësishëm në mbrojtjen kundër kancerit të shkaktuar nga faktorët alkilues të brendshëm dhe të jashtëm.

insertaza e ADN-së

2. insertazat e ADN-së

fotoliaza

3. Dimerët e timinës janë "të palidhur" nga dëmshpërblimi i drejtpërdrejtë me protagonistfotoliaza, duke kryer transformimin fotokimik përkatës. Fotoliazat e ADN-së janë një grup enzimash të aktivizuara nga drita me një gjatësi vale 300 - 600 nm (rajon i dukshëm), për të cilat ato kanë një qendër të veçantë të ndjeshme ndaj dritës në strukturën e tyre.

Ato janë të përhapura në natyrë dhe gjenden te bakteret, majat, insektet, zvarranikët, amfibët dhe njerëzit. Këto enzima kërkojnë një sërë kofaktorësh (FADH, acid tetrahidrofolik, etj.) të përfshirë në aktivizimin fotokimik të enzimës. E. coli fotoliaza është një proteinë me një peshë molekulare prej 35 kDa, e lidhur ngushtë me oligoribonukleotide 10-15 nukleotide të gjata të nevojshme për aktivitetin e enzimës.

Shembuj të dëmshpërblimit të drejtpërdrejtë

1. Baza e metiluar O 6-mG dimetilohet nga enzima metiltransferazaO6-metilguaninë ADN metiltransferazë (enzimë vetëvrasëse), e cila transferon një grup metil në një nga mbetjet e tij

cisteinë

2. Vendet e AP mund të riparohen me futjen e drejtpërdrejtë të purinave me pjesëmarrjen e enzimave të quajturainsertazat e ADN-së(nga anglishtja insert - insert).

DIAGRAM I NJË SHEMBULL TË RIPARIMIT TË DREJTËPËR TË DËMIMIT NË ADN – baza e metiluar O6- mGdemetilohet nga enzima metiltransferazë, e cila transferon një grup metil në një nga mbetjet e tij të aminoacideve të cisteinës.

3. Fotoliaza ngjitet në dimerin e timinës dhe pas rrezatimit të këtij kompleksi me dritë të dukshme (300-600 nm), dimeri zbërthehet.

DIAGRAM I NJË SHEMBULL TË RIPARIMIT DIREKT TË DËMIMIT NË ADN - Fotoliaza

ngjitet në dimerin e timinës dhe, pas rrezatimit me spektrin e dukshëm të dritës, ky dimer zbërthehet

Riparimi i ekscizionit

(nga anglishtja excision - prerje).

PËRKUFIZIM

Riparimi i ekscizionit përfshin heqjen bazat azotike të dëmtuara nga ADN-ja dhe rimëkëmbjen e mëvonshme strukturë molekulare normale.

MEKANIZMI

Riparimi i heqjes zakonisht përfshin disa enzima, dhe vetë procesi përfshin

jo vetëm të dëmtuara ,

por edhe nukleotidet ngjitur me të .

KUSHTET

Riparimi i ekscizionit kërkon një varg të dytë (plotësues) të ADN-së. Një diagram i thjeshtësuar i përgjithshëm i riparimit të heqjes është paraqitur në Fig. 171.

HAPAT

Hapi i parë në riparimin e ekscizionit është heqja e bazave anormale azotike. Katalizohet nga grupiADN-N-glikozilazë- enzimat që çajnë lidhjen glikozidike midis deoksiribozës dhe një baze azotike.

LAJMERIM I RENDESISHEM:

UpersonADN-N-glikozilazakanë specifikë të lartë substrati: enzima të ndryshme të kësaj familjeje njohin dhe prenë baza të ndryshme anormale(8-oksoguaninë, uracil, metilpurina, etj.).

UbakteretADN-N-glikozilazanuk ka një specifikë të tillë të substratit

ENZIMAT E PËRBASHKËTA RIPARIMIT TË EKSISIONIT

EMRI	FUNKSIONI	MEKANIZMI
ADN-N-glikozilaza	heqja e bazave anormale azotike	këput lidhjen glikozidike ndërmjet deoksiribozës dhe baza azotike
AP endonukleaza	krijon kushte për funksionimin e enzimës tjetër - ekzonukleaza	thyen shtyllën kurrizore sheqer-fosfat të molekulës së ADN-së në vendin e AP
ekzonukleaza	çliron disa nukleotide	në mënyrë sekuenciale shkëput disa nukleotide nga një seksion i dëmtuar i një vargu të ADN-së

HAPAT SPECIFIKE PASOJË TË KËTIJ MEKANIZMI:

Si rezultat i veprimit ADN- N-glikozilazëformohet një vend AP, i cili sulmohet nga enzima AP endonukleaza. Ai thyen shtyllën kurrizore të sheqerit-fosfatit të molekulës së ADN-së në vendin e AP dhe në këtë mënyrë krijon kushte për punën e enzimës së ardhshme - ekzonukleaza, e cila shkëput në mënyrë sekuenciale disa nukleotide nga seksioni i dëmtuar i një vargu të ADN-së.

Në qelizat bakteriale hapësira e liruar mbushet me nukleotidet përkatëse me pjesëmarrje ADN polimeraza I, i orientuar drejt vargut të dytë (plotësues) të ADN-së.

Meqenëse ADN polimeraza I është e aftë të zgjerojë skajin 3" të njërës prej vargjeve në vendin e thyerjes së ADN-së me dy fije dhe të heqë nukleotidet nga fundi 5" i së njëjtës ndarje,

ato. realizojnë "Nick transmetim" , kjo enzimë luan një rol kyç në riparimin e ADN-së. Bëhet qepja përfundimtare e zonave të riparuara ADN-ligaza.

Në qelizat eukariote (gjitarë).

Riparimi i heqjes së ADN-së në qelizat e gjitarëve shoqërohet nga një rritje e mprehtë e aktivitetit të një enzime tjetër -poli ADR-riboza polimeraza . Kjo ndodh ADP-ribozilimi i proteinave të kromatinës(histones dhe jo-histone proteins), gjë që çon në një dobësim të lidhjes së tyre me ADN-në dhe hap akses në enzimat riparuese.

Donator ADP-ribozëvepron në këto reaksioneNAD+, rezervat e të cilave janë varfëruar shumë gjatë riparimit të heqjes së dëmeve të shkaktuara nga rrezatimi me rreze X:

Mbetjet e ngarkuara negativisht ADP-ribozë nga përbërja e brendshme e molekulës NAD+ shtoni nëpërmjet radikalitglutamine acid ose fosfoserinate proteinat e kromatinës, gjë që çon në neutralizimin e ngarkesave pozitive të këtyre proteinave dhe dobësimin e kontaktit të tyre me ADN-në.

ÇFARË ËSHTË NJË GRUP ENZIMash

Glikozilazat e ADN-së

këput lidhjen glikozidike ndërmjet deoksiribozës dhe bazës azotike

e cila rezulton me heqjen e bazave anormale azotike

Glikozilazat e ADN-së përfshirë në eliminimin e dëmtimit oksidativ të ADN-së në qeliza prokariotët dhe eukariotët, janë shumë të ndryshme dhe ndryshojnë në specifikën e substratit, strukturën hapësinore dhe metodat e ndërveprimit me ADN-në.

Glikozilazat më të studiuara të ADN-së përfshijnë:

endonukleaza III(EndoIII),

formon glikozilazën e ADN-së amidopirimidinike (Fpg),

Mut T Dhe

Mut Ycoli.

Endonukleaza IIIE. coli "njeh" dhe në mënyrë specifike shkëputet nga ADN-ja të oksiduara baza pirimidine.

Kjo enzimë është një proteinë globulare monomerike e përbërë nga 211 aminoacide mbetjet (mol. masa 23,4 kDa). Gjeni që kodon Endo III është sekuencuar dhe sekuenca e tij nukleotide është përcaktuar. Endo III është proteina e squfurit të hekurit [(4 Fe-4S )2+ proteina] që ka elementin struktura mbisekondare Lloji "çelës grek" (spiral - kapëse flokësh - spirale), shërbejnë për t'u lidhur me ADN-në. Enzimat me specifikë të ngjashme të substratit dhe sekuenca të ngjashme aminoacide gjithashtu janë izoluar nga qelizat e gjedhit dhe njeriut.

Formojnë glikozilazën e ADN-së të amidopiridinës E. coli "njeh" dhe shkëput komponimet heterociklike të oksiduara nga ADN-ja bazat e serisë purine .

SKEMA E RIPARIMIT TË EKSKIZIONIT FAZA 1

ADNN

SKEMA E RIPARIMIT TË EKSKIZIONIT

1 ADNNglikozidaza heq bazën e dëmtuar

AP endonukleaza thyen ADN-në

2 Ekzonukleaza heq një numër nukleotidesh

3 ADN polimeraza mbush zonën e liruar me komplementare

Mononukleotidet

Ligaza e ADN-së qep së bashku vargun e riparuar të ADN-së

Mut T- një proteinë e vogël me një peshë molekulare prej 15 kDa me aktivitet nukleozid trifosfatazë, e cila është kryesisht hidrolizon dGTP në dGMP dhe pirofosfat.

Roli biologjik i Mut T është për të parandaluar formimin e çifteve jokanonike gjatë replikimitA: G Dhe A: 8-okso-G.

Çifte të tilla mund të shfaqen kur formë e oksiduar

dGTP (8-okso-dGTP) bëhet substrate ADN polimeraza.

Mut T hidrolizon 8-okso-dGTP10 herë më shpejt se dGTP.

E bën 8-okso-dGTPsubstrati më i preferuarMutTdhe shpjegon rolin e tij funksional.

Mut Yështë një glikozilazë specifike adenine e ADN-së që shkëput lidhjen N-glikozidike midis adeninës dhe deoksiribozës adenozinë, duke formuar një çift jokanonik me guaninë.

Roli funksional i kësaj enzime është të parandalojë mutacionin

T:A - G:A nga ndarja e mbetjes së paprekur adeninanga çifti bazë A: 8-okso-G.

Riparimi i heqjes së nukleotideve

(Mekanizmi i varur nga ATP për heqjen e dëmtimit të ADN-së)

Kohët e fundit, në riparimin e ekscizionit, vëmendje e veçantë i është kushtuar mekanizmit të varur nga ATP për heqjen e dëmtimit nga ADN-ja. Ky lloj riparimi i ekscizionit quhet riparimi i ekscisionit të nukleotideve (NER).

Ai përfshin DY FAZA :

1. heqja nga ADN-jafragmente oligonukleotide që përmban dëme, dhe

Eksinukleaza

2. rindërtimi i mëpasshëm i zinxhirit të ADN-së me pjesëmarrjen e një kompleksi enzimash (nukleaza, polimeraza ADN, ligaza ADN, etj.).

Ndodh heqja e një fragmenti të ADN-së në të dy anët e të dëmtuarit nukleotidi. Gjatësia e fragmenteve të oligonukleotideve të hequra ndryshon midis prokariotëve dhe eukariotëve.

Heqja e një fragmenti të ADN-së nga prokariotët

Kështu, në E. coli, B. subtilus, Micrococcus luteus, një gjatësi fragment 12-13 nukleotide,

Heqja e një fragmenti të ADN-së në eukariotët

dhe në maja, amfibët dhe njerëzit - një fragment i përbërë nga 24-32 nukleotide.

Eksinukleaza– një enzimë që heq fragmentet e ADN-së

Ndarja e një fragmenti të ADN-së kryhet nga një enzimëekzinukleaza(ekscinukleaza). Në E. coli, kjo enzimë përbëhet nga 3 protomerë të ndryshëm -

uvrA

uvr B

uvr C

secila prej të cilave kryen një funksion specifik gjatë ndarjes me ekscision të një fragmenti të ADN-së. Emrat e këtyre proteinave janë dhënë nga shkronjat e para të fjalëve"riparim ultraviolet".

Protomer uvr Aka aktivitet ATPase, lidhet me ADN-në në formën e një dimeri, duke kryer

njohja fillestare e dëmit dhe

lidhjauvr B

Protomer uvr B ka:

1 . latente ATPaza dhe aktiviteti latent i helikazës, i nevojshëm për ndryshimin e konformacioneve dhe zbërthimin e spirales së dyfishtë të ADN-së;

2. Endonukleaza aktiviteti, duke shkëputur lidhjen ndërnukleotide (fosfodiester).Z"-fundfragment i copëtuar.

Protomer uvr Cvepron si endonukleaza, duke futur një thyerje në vargun e ADN-së që po riparohet me5" përfundonprerë fragment.

Kështu, protomerëtuvr A, uvr B, uvr Cndërveprojnë me ADN-në në një sekuencë specifike, duke kryer një reaksion të varur nga ATPcopëtimi i një fragmenti oligonukleotidi nga vargu i ADN-së që riparohet.

Hendeku që rezulton në molekulën e ADN-së restaurohet me pjesëmarrjen e ADN polimerazës I dhe ADN-ligazës. Një model i riparimit të ekscizionit që përfshin enzimat e mësipërme është paraqitur në Fig. 172.

Riparimet e ekscizionit tek njerëzit

Riparimet e ekscizionit tek njerëzit janë gjithashtu të varura nga ATP dhe përfshijnëtre faza kryesore :

njohja e dëmit,

prerja e dyfishtë e vargut të ADN-së

sinteza reduktive dhe

lidhja e vargut të riparuar.

Megjithatë, riparimi i heqjes së ADN-së njerëzore përfshin

25 polipeptide të ndryshme ,

16 prej të cilave marrin pjesë në copëtimin e fragmentit oligonukleotid duke qenë protomerëekzinukleazat,

dhe te tjerët 9 kryejnë sintezën e pjesës së riparuar të molekulës.

Në sistemin e riparimit të ADN-së tek njerëzit, proteinat e transkriptimit luajnë një rol shumë të rëndësishëm -

ARN polimeraza II Dhe

TF Hën- një nga gjashtë faktorët kryesorë të transkriptimit eukariotet.

Duhet të theksohet se riparimi i heqjes në prokariote, si në eukariotët, varet nga gjendja funksionale e ADN-së:

ADN-ja e transkriptuar riparohet më shpejt

sesa në mënyrë transkriptuese joaktive.

Ky fenomen shpjegohet nga faktorët e mëposhtëm:

struktura e kromatinës,

homologjia e zinxhirëve të seksioneve të transkriptuara të ADN-së,

efekti i dëmtimit të vargut dhe ndikimi i tij në ARN polimerazën.

LAJMERIM I RENDESISHEM:

ZINXHIRI I KODIMIT TË ADN-së (zinxhiri i ruajtjes së informacionit)

ZINXHIRI I MATRIKËS SË ADN-së (informacioni kopjohet prej tij)

Dihet se dëme të tilla të mëdha si formimi i dimerëve të timinës, bllokojnë transkriptimin si te bakteret ashtu edhe te njerëzit nëse ato ndodhin zinxhir matricë ADN (dëmtimi i kodimi zinxhirë nuk ndikojnë në kompleksin e transkriptimit). ARN polimeraza ndalon në vendin e dëmtimit të ADN-së dhe bllokon funksionimin e kompleksit të transkriptimit.

Faktori i lidhjes së transkriptimit-riparimit (TRCF) .

Në E. coli, rritja e riparimit të transkriptimit ndërmjetësohet nga një proteinë e veçantë -faktori i lidhjes transkriptim-riparues (TRCF) .

Kjo proteinë kontribuon :

1. shkëputja e ARN polimerazës nga ADN

2. stimulon njëkohësisht formimin e një kompleksi proteinik,

Kryerja e riparimit të zonës së dëmtuar.

Pasi të përfundojë riparimi, ARN polimeraza kthehet në pozicionin e saj origjinal dhe transkriptimi vazhdon (shih figurën).

Pra, skema e përgjithshme e riparimit të heqjes

1. ADN-N -glikozilaza heq bazën e dëmtuar

2. AP endonukleaza thyen zinxhirin e ADN-së

3. Ekzonukleaza heq një numër nukleotidesh

4. ADN polimeraza mbush zonën e liruar

Nukleotidet plotësuese

5. ADN-ligaza qep së bashku vargun e riparuar të ADN-së

Riparimi i gabimit të replikimit të ADN-së

me metilim

Gabimet në çiftimin e bazave azotike gjatë replikimit të ADN-së ndodhin mjaft shpesh (te bakteret, një herë në 10 mijë nukleotide), si rezultat i të cilavenë vargun bijë të ADN-së nukleotidet që nuk janë plotësuese të nukleotideve të zinxhirit amë janë përfshirë -mospërputhjet(eng. mospërputhje n e ndeshje).

Edhe pseADN polimeraza Iprokariotët kanë aftësinë për të korrigjuar vetë, përpjekjet e tij për të eliminuar nukleotidet e lidhura gabimisht ndonjëherë nuk mjaftojnë, dhe pastaj disa çifte të pasakta (jo plotësuese) mbeten në ADN.

Në këtë rast, riparimi ndodh duke përdorur një sistem specifik të lidhur meMetilimi i ADN-së . Veprimi i këtij sistemi riparues bazohet në faktin se pas replikimit, pas një kohe të caktuar (disa minuta), ADN-ja i nënshtrohet metilimit.

Në E. coli metiluar kryesisht adenina me arsim

N6-metil-adeninë (N6-mA).

Deri në këtë pikë, të saposintetizuara(degë)zinxhiri mbetet i pametiluar.

Nëse një zinxhir i tillë përmban nukleotide të paçiftuara, atëherë ai i nënshtrohet riparimit: Kështumetilimi shënon ADN-në dhe

përfshin sistemin e korrigjimit të gabimeve përsëritje.

Në këtë sistem riparimi, dallohen struktura të veçanta:

pasuesG-N6-mA-T-CDhe tjetër pas saj ka deformim

në spiralen e dyfishtë ku nuk ka komplementaritet (Fig. më poshtë).

Në eliminimin e nukleotideve të paçiftuara në gjysmëmetiluar Molekula e ADN-së përfshin një kompleks mjaft kompleks enzimash riparuese, të cilat skanojnë sipërfaqen e molekulës së ADN-së,pret një pjesë të një zinxhiri fëmijësh duke iu drejtuar mospërputhje, dhe më pas krijon kushte për zhvillim

nukleotidet e nevojshme (plotësuese) të tij.

Komponentët e ndryshëm të këtij kompleksi kanë aktivitete të ndryshmenukleaza,

helikazë,

ATPaza,

të nevojshme për futjen e thyerjeve në ADN dhe ndarjen e nukleotideve, zbërthimin e spirales së dyfishtë të ADN-së dhe sigurimin e energjisë për lëvizjen e kompleksit përgjatë pjesës së riparuar të molekulës.

Një kompleks i enzimave riparuese të ngjashme në strukturë dhe funksion është identifikuar tek njerëzit.

Riparim rekombinant (pas replikativ).

Në rastet kur, për një arsye ose një tjetër, sistemet e riparimit të sipërpërmendura prishen, mund të krijohen boshllëqe (seksione të pa riparuara) në zinxhirët e ADN-së, të cilat kanë nganjëherë madhësi mjaft domethënëse, e cila është e mbushur me ndërprerje të sistemit të riprodhimit dhe mund të çojë në vdekjen e qelizave.

Në këtë rast, qeliza është në gjendje të përdorë një molekulë tjetër të ADN-së të marrë pas riprodhimit për të riparuar një molekulë të ADN-së, d.m.th., të tërheqë një mekanizëm për këtë qëllim.rikombinim.

Në bakteret

Në bakteret, ai merr pjesë në riparimin rekombinant.proteina Rec A. Ai lidhet me një rajon me një zinxhir të ADN-së dhe e përfshin atë në rikombinim merajone homologe të vargjeve të paprekura të një molekule tjetër të ADN-së .

Si rezultat, të dy fijet e thyera (që përmbajnë boshllëqe) dhe të paprekura të molekulës së ADN-së që riparohet janë çiftëzohet me rajone të paprekura plotësuese të ADN-së, gjë që hap mundësinë e riparimit përmes sistemeve të përshkruara më sipër.

Në këtë rast, mund të ketë prerje një fragment të caktuar dhe

mbushjeme ndihmën e tij, boshllëqet në qarkun e dëmtuar.

Boshllëqet dhe thyerjet që lindin në zinxhirët e ADN-së plotësohen me pjesëmarrjeADN polimeraza I dhe ADN ligaza .

Reparimi SOS

Ekzistenca e këtij sistemi u postulua për herë të parë nga M. Radman në vitin 1974. Ai gjithashtu i dha emrin këtij mekanizmi duke përfshirë në të sinjalin ndërkombëtar të shqetësimit "SOS" (shpëtoni shpirtrat tanë).

Në të vërtetë, ky sistem ndizet kur Dëmtimi i ADN-së bëhet aq i madh sa kërcënon jetën e qelizës. Në këtë rast, ndodh induksioni i aktivitetit të një grupi të ndryshëm gjenesh të përfshirë në procese të ndryshme qelizore që lidhen me riparimin e ADN-së.

Përfshirja e gjeneve të caktuara, e përcaktuar nga sasia e dëmtimit në ADN, çon në përgjigje qelizore me rëndësi të ndryshme (duke filluar nga standardi riparimin e të dëmtuarit nukleotidet dhe mbarimi ndrydhje ndarja e qelizave).

Më të studiuaraReparimi SOSnë E. coli, pjesëmarrësit kryesorë të së cilës janë proteinat e koduara gjenet Rec ADheLex A.

E para është shumëfunksionaleProteina Rec A, duke marrë pjesë

V Rekombinimi i ADN-së, dhe

V rregullimi i transkriptimit të gjeneve fag lambda, që prek E. coli,

dhe e dyta (Proteina Lex A)është shtypës transkriptimin e një grupi të madh gjenesh të destinuara për Riparimi i ADN-së bakteret. Kur frenohet ose zgjidhet riparimi është aktivizuar.

Lidhja Rec A me Lex Adrejton ndaj ndarjes së kësaj të fundit dhe në përputhje me rrethanat aktivizimi i gjeneve riparuese.

Nga ana tjetër, induksioni i sistemit bakterial SOS shërben për tëfag lambda sinjal rreziku dhe bën që profagu të kalojë nga rrugë pasive në aktive (litike). ekzistencës, duke shkaktuar kështu vdekja e qelizave bujtëse.

Sistemi i riparimit SOS është gjetur jo vetëm te bakteret, por edhe te kafshët dhe njerëzit.

Gjenet e përfshira në riparimin e dëmtimit të ADN-së SOS

Gjenet	Pasojat e aktivizimit të gjenit
uvr A, B, C, D	Riparimi i dëmtimit të strukturës dytësore të ADN-së
Rec A	Riparimi pas replikimit, induksionet e sistemit SOS
lex A	Fikja e sistemit SOS
rec N,ruv	Riparimi i prishjeve të dyfishta
	Sigurimi i riparimit të rikombinimit
umu C, D	Mutagjeneza e shkaktuar nga ndryshimet në vetitë e ADN polimerazës
sul A	Shtypja e ndarjes qelizore

konkluzioni

Riparimi i dëmtimit të ADN-së është i lidhur ngushtë me procese të tjera gjenetike molekulare themelore: replikimi, transkriptimi dhe rikombinimi. Të gjitha këto procese rezultojnë të jenë të ndërthurura në një sistem të përgjithshëm ndërveprimesh, të shërbyera nga një numër i madh proteinash të ndryshme, shumë prej të cilave janë molekula shumëfunksionale të përfshira në kontroll mbi zbatimin e informacionit gjenetik në qelizat pro dhe eukariote. Në të njëjtën kohë, është e qartë se natyra "nuk kursehet" mbi elementet e kontrollit, duke krijuar sisteme shumë komplekse për korrigjimin e atyre dëmtimeve në ADN që janë të rrezikshme për trupin dhe veçanërisht për pasardhësit e tij. Nga ana tjetër, në rastet kur aftësitë riparuese nuk janë të mjaftueshme për të ruajtur statusin gjenetik të organizmit, lind nevoja për vdekje të programuar qelizore -apoptoza..

SKEMA E RIPARIMIT TË EKSKIZIMIT TË NUKLEOTIDIT E. COLIME PJESËMARRJEN E EXINUCLEASE

1. MEKANIZMI I PAVARUR I TRANSKRIPTIMIT

2. MEKANIZMI I VARUR I TRANSKRIPIMIT

3. FAZA E PËRGJITHSHME E RIPARIMIT

LEGJENDA

A - proteinauvr A

B - proteinauvr NË

C - proteinauvr ME

trekëndësh i vogël i zi - shenja tregon vendndodhjen e dëmtimit

SKEMA E RIPARIMIT E LIDHUR ME METILIMIN E ADN-së