Репарация и рекомбинация

❖ ДНК – РНК – БЕЛОК

Мутации

❖ Ошибки репликации (10-7-10-8)❖ Апуринизация (105 раз в день в клетке)❖ UV-, рентгеновское и другое α-, β- и γ-излучение.❖ UV-A приводит к образованию тиминовых димеров❖ UV-B приводит к образованию свободных радикалов

Виды повреждений днкG A CT

ds DNA Break Mismatch

Thymidine dimerAP siteCovalent X-linking

ss Break

C-U deaminatio

n

Окисление днкАктивные агенты: HO•, H2O2, O2, LOO•

•~10,000 окислений на клетку в день

ДезаминированиеN N

NN

NH2

N NH

NN

O

NH2

N

N

NH2

O

N NH

NN

O

N NH

NH

N

O

O

NH

N

O

O

Hypoxanthine

Xanthine

Uracil

NNH

NN

O

NN

NH

O

H

A G

A

G

C

К чему приводят мутации

Апуринизация

2,000 – 10,000/cell/day

Тиминовые димеры

❖ Два находящихся рядом тимина могут под действием UV-излучения ковалентно «сшиваться» с образованием циклобутанового кольца

Прямая «починка»

Специальный белок, исправляет O6-алкилгуанины (e.g. O6-Me-dG, O6-Bz-dG) В рез-те хим.реакции O6-алкильная группа переносится на остаток Cys в

активном сайте. Белок инактивируется и деградирует.

Base excision repair

Используется для починки небольших повреждений в ДНК (AP-сайты, метилирование, окисление…)

Ген BER hogg1 очень часто удален в легочном раке

N NH

NH

N

O

O

Xanthine

Base excision repair

У бактерий работает Pol I, у человека - pol β

Nucleotide excision repair

У человека - pol δ и ε,у E.coli - PolI

Xeroderma pigmentosum и Cockayne syndrome

❖ Вызывается несколькими мутациями в генах белков NER

Полезное метилирование ДНК

У всех организмов ДНК метилирована

Модификация происходит через некоторое время

после окончания репликации

У эукариот ДНК может метилироваться для

регуляции транскрипции

Исправление ошибок репликации

Исправление ошибок репликации

Исправление ошибок репликации

SOS-репарация

❖ Запускается при накоплении большого количества одноцепочечной ДНК

❖ В случае активации SOS-системы мутации не исправляются

❖ Специальные полимеразы (Pol II, IV, V) «проходят» мутации, встраивая напротив них что попало

❖ Как вариант, специальные белки UmuCD «заставляют» Pol III делать то же самое

«Нелигитимное» соединение концов хромосом

От англ. «illegitimate»За счет потери части

генетического материала хромосома остается

целой

Репликация «плохой» ДНК

Репликация «плохой» днк

Рекомбинация

Структура Холлидея

Рекомбинация – 2 пути

«Разрешение» (to resolve) структуры холлидея

Внутримолекулярная рекомбинация

Интеграция фага в геном бактерии (сайт-специфическая рекомбинация)

Митоз и мейоз

Возникновение разнообразия при мейозе

❖ Во-первых, в гамету может попасть одна из двух гомологичных цепей ДНК (отцовская или материнская)

❖ Во-вторых, имеет место кроссинг-овер

Кроссинговер (crossing-over)

Гомологичная рекомбинация и биоинжерения

Репликация «плохой» ДНК

Репликация «плохой» ДНК

Рекомбинация двуцепочечных разрывов

❖ Двуцепочечный разрыв съедается до CHI-сайта

❖ Образуется одноцепочечный «хвост»

❖ Этот «хвост» используется для внедрения в сестринскую хромосому

Репарация и рекомбинация

❖ КОНЕЦ