Reparation: Vad är det här? DNA-reparationsmekanismer

Reparation - en levande cell egenskap att hantera en mängd olika DNA-skador. I omvärlden finns det många faktorer som kan orsaka oåterkalleliga förändringar i levande organismer. För att bevara sin integritet, för att undvika patologiska mutationer och oförenligt med livet, måste det finnas ett system för själv återhämtning. Som det brutit integriteten av det genetiska materialet i cellen? Överväga denna fråga mer i detalj. Dessutom, ta reda på vad är kroppens reparationsmekanismer och hur de fungerar.

Avvikelser i DNA

Deoxiribonukleinsyramolekyl kan brytas i samband med biosyntesen såväl som under påverkan av skadliga ämnen. Bland de negativa faktorer, i synnerhet, innefattar temperaturen eller den fysiska styrkan hos olika ursprung. Om brottet inträffade, börjar cell reparation process. Sålunda börjar återupprättandet av den ursprungliga strukturen hos DNA-molekylen. För reparation uppfylla specifika enzymkomplex som är närvarande i cellerna. Eftersom oförmågan hos enskilda celler för att utföra en viss återhämtning associerad sjukdom. Den vetenskap som studerar processerna för reparation - är biologi. Inom disciplinen genomfört en hel del tester och experiment, på grund av vilka det blir lättare att förstå återhämtningsprocessen. Det bör noteras att mekanismerna för DNA-reparation är mycket intressant, eftersom historien om upptäckten och studiet av detta fenomen. Vilka faktorer bidrar till början av återhämtningen? För att starta upp processen, är det nödvändigt att DNA stimulator påverkat vävnad reparera. Vad är det mer beskriver nedan.

History of discovery

Denna överraskande fenomen började studera amerikansk vetenskapsman Kellner. Den första betydande fynd på en upptäcktsresa reparation har blivit ett sådant fenomen som fotoreaktivering. Denna term Servitör kallade skademinskning effekten av UV-bestrålning och efterbehandlades skadad cell ljusa ljusström av det synliga spektrumet strålning.

"Ljus Recovery"

Senare studier Kellner fick en logisk fortsättning i verk av amerikanska biologer Setlou, Rupert och några andra. Tack vare arbetet i denna grupp av forskare har på ett tillförlitligt sätt fastställts att fotoreaktivering är en process som startas av en speciell substans - ett enzym som katalyserar klyvningen av tymindimerer. Det är de som, som det visade sig, bildades under experimenten under ultraviolett ljus. Sålunda en ljus synligt ljus lanserade verkan av enzymet, som främjade klyvning av dimerer och återställa det ursprungliga tillståndet för den skadade vävnaden. I det här fallet talar vi om en lätt variation av DNA-reparation. Vi definierar det tydligare. Vi kan säga att det ljus reparation - återställer den ursprungliga utsätts för ljus efter struktur DNA-skador. Dock är denna process inte bara bidra till att undanröja skada.

"Dark" återhämtning

En tid efter öppnandet av ljuset upptäcktes mörk reparation. Detta fenomen inträffar utan någon effekt av ljusstrålar i det synliga spektrumet. Denna motståndskraft återfanns under studien känslighet vissa bakterier för ultraviolett strålning och joniserande strålning. Mörk reparation DNA - cellernas förmåga att avlägsna eventuella patogena förändringar deoxiribonukleinsyra. Men det måste sägas att detta inte är en fotokemisk process, i motsats till den ljus återhämtning.

Mekanismen för "dark" Damage Cleanup

Observationer av bakterierna visade att efter en viss tid efter den encelliga organismen fått en del av det ultravioletta, vilket resulterar i vissa delar av DNA var skadade, reglerar cellen sina interna processer på ett visst sätt. Som ett resultat, är den modifierade DNA helt enkelt en bit skuren från en gemensam kedja. Den resulterande re-fylla luckorna i den aminosyror nödvändiga material. Med andra ord, bar den resyntes av DNA. Öppnande av forskare sådant som mörk reparera vävnad - detta är ytterligare ett steg i att utforska den fantastiska defensiva förmågor djuret och människan.

Hur gör reparationssystem

Experiment har visat mekanismerna för återvinning och själva existensen av denna förmåga, utfördes med hjälp av encelliga organismer. Men reparationsprocesser är inneboende i levande celler hos djur och människor. Vissa människor lider av xeroderma pigmentosum. Sjukdomen orsakas av en brist på förmågan hos celler resynthesize skadat DNA. Xeroderma ärvt. Om vad som är reparationssystem? Fyra enzym, som håller reparationsprocessen - ett DNA-helikas, -ekzonukleaza, polymeras och -ligaza. Den första av dessa föreningar är i stånd att känna igen skador på kedjan molekyler av deoxiribonukleinsyra. Det erkänner inte bara, utan också skär kedjan på rätt plats för att ta bort den del av den modifierade molekylen. Insättning avlägsnande utföres med en DNA-exonukleas. Nästa, syntesen av en ny portion av deoxiribonukleinsyramolekyl från aminosyror i syfte att helt ersätta det skadade segmentet. Väl finalen denna komplexa biologiska förfaranden som utförs med ett DNA-ligasenzym. Den är ansvarig för bindningen till den skadade delen av den syntetiserade molekylen. När alla fyra enzymer har gjort sitt jobb, är DNA-molekylen helt uppdaterad och alla skador på det förflutna. Detta är hur smidigt arbetsmekanismer inom levande celler.

klassificering

Vid det här laget har forskare identifierat följande typer av reparationssystem. De aktiveras beroende på olika faktorer. Dessa inkluderar:

1. Reaktivering.
2. Rekombination återhämtning.
3. Reparation av hetero.
4. Excision reparation.
5. Återföreningen av icke-homologa ändar av DNA-molekyler.

Alla encelliga organismer har minst tre enzymatiska system. Var och en av dem har förmågan att genomföra återhämtningsprocessen. Dessa system inkluderar: direkt, excision och postreplicative. De tre typer av DNA-reparation har prokaryoter. När det gäller eukaryoter, är det till sitt förfogande, ytterligare mekanismer, som kallas Miss-Mathe och Sos-reparation. Biologi granskas i detalj alla dessa typer av självläkande av det genetiska materialet i celler.

Struktur ytterligare mekanismer

Direkt reparation - det är det minst komplicerade sättet att bli av sjukliga förändringar i DNA. Det genomförs specifika enzymer. Tack vare dem, är återställandet av strukturen av DNA-molekylen mycket snabbt. Generellt fortsätter processen i ett steg. En av ovanstående enzymer är O6-metylguanin-DNA-metyltransferas. Excision reparationssystem - detta är den typ av självläkande av deoxiribonukleinsyra, som innebär att skära ut de modifierade aminosyrorna, och efterföljande ersättning av deras re-syntetiseras webbplatser. Denna process genomförs i flera steg. Under postreplicative DNA-reparation i strukturen av denna molekyl kan bildas i ett gap värdekedja. Sedan avslutades med deltagande av RecA protein. Postreplicative reparationssystemet är unikt i det att dess process saknar fasdetektering av patogena förändringar.

Vem är ansvarig för återvinning mekanismen

Hittills forskarna vet att en sådan enkel varelse, som E. coli, har inte mindre än femtio gener direkt för reparation. Varje gen har ett visst ansvar. Dessa inkluderar: detektering, avlägsnande, syntes, fastsättning, identifiering av effekterna av UV-strålar, och så vidare. Tyvärr alla gener, inklusive de som är ansvariga för reparationsprocesser i cellen, utsätts för mutationsförändringar. Om detta händer, då de lanserar mer frekventa mutationer i alla celler i kroppen.

Den farliga skadar DNA

Varje dag, DNA våra kroppens celler är i riskzonen för skador och patologiska förändringar. Detta underlättas av miljöfaktorer såsom ultraviolett strålning, livsmedelstillsatser, kemikalier, extrema temperaturer, magnetfält, många påkänningar som initierar specifika processer i kroppen, och mer. Om DNA-strukturen bryts, kan det orsaka allvarliga mutationsceller och kan leda till cancer i framtiden. Det är anledningen till att kroppen är ett komplex av åtgärder för att hantera sådana skador. Även om enzymerna inte kan återgå till det ursprungliga utseendet av DNA fungerar reparationssystem för att hålla skadan till ett minimum.

homolog rekombination

Vi kommer att förstå vad det är. Rekombination är ett utbyte av genetiskt material i spalt och sammansatta molekyler av deoxiribonukleinsyra. I det fall där det finns avbrott i DNA, börjar homolog rekombination processen. Under det utbyts fragment av två molekyler. Med denna noggrant restaurerade ursprungliga strukturen av deoxiribonukleinsyra. penetrering av DNA kan förekomma i vissa fall. Genom processen att rekombination är möjligt att integrera de två olika elementen.

Mekanismen för återhämtning av kropp och hälsa

Reparationen - det är en förutsättning för den normala funktionen av kroppen. Utsätts för dagliga och timvisa hot DNA-skador och mutationer, anpassar flercellig struktur och överlever. Detta sker också på grund av en etablerad reparationssystem. Bristen på normal elasticitet orsakar sjukdomen mutation och andra avvikelser. Dessa inkluderar en mängd olika patologi, onkologi och även åldrandet i sig. Ärftliga sjukdomar beroende på störningar av reparation kan leda till allvarliga maligna tumörer och andra abnormaliteter av organismen. Nu identifierat vissa sjukdomar orsakade av dåligt fungerande DNA reparationssystem. Dessa är till exempel sjukdomar som Cockaynes syndrom, xeroderma, nonpolyposis tjocktarmscancer, Trichothiodystrophy och vissa cancerformer.