Лекция номер 11
Тема на лекцията: Молекулни механизми на ДНК мутагенеза и възстановяване
План на лекцията: 1. Механизми на точкови мутации
2. Разширяване на тринуклеотидни повторения
3. Директна корекция на мутационните щети
3.1. Възстановяване на ДНК полимераза
3.2. Лек ремонт
3.3. Ремонт на алкилиращи повреди
3.4. Поправка на лигаза
4. Ексцизионен ремонт
4.1. Тъмен ремонт
4.2. Ремонт на несдвоени основи
4.3. Пост-репликативен ремонт
4.4. SOS - ремонт
1. Механизми на точкови мутации
Основното механизми точкови мутации (както спонтанно, така и индуцирано):
1. Ензимна модификация на структурата на нуклеотидите.
2. Грешки при репликация.
3. Грешки при възстановяване.
4. Въздействие на мутагенни фактори.
И така, в E.coli голям брой спонтанни мутации възникват от ензимен модификации цитозин. Ензим метилаза добавя групата -CH3 към някои от цитозиновите остатъци в ДНК молекулата, се образува 5-метилцитозин. В резултат на това има преходи от G-C към AT.
Сега що се отнася до грешки при репликация, по-точно, грешки в работата на ДНК полимеразите, тогава те се срещат с честота около 10 -5 . Коригиращо 3'-5'-екзонуклеазна активност ДНК полимеразите намаляват тази честота до 10 -10. Репаративните процеси допълнително намаляват възможността за подобни грешки. Въпреки това техният брой все още е достатъчен за появата на мутации.
Грешки възникват в молекулярни механизми репарации.
Между мутагенни фактори, известно е, че излъчва йонизиращо и нейонизиращо лъчение, както и химични и биологични агенти.
Прониквайки в тъканта, йонизиращо лъчение разкъсват химическите връзки, включително в ДНК. В резултат на това се получават хромозомни пренареждания и прекъсвания, както и точкови мутации.
Ултравиолетова светлина той не е йонизиращ, но е доста ефективен мутаген. Това се дължи на факта, че пурините и пиримидините интензивно абсорбират ултравиолетовата светлина с дължина на вълната 254-260 nm, което води до образуването на димери между молекулите тимин разположени един до друг в една и съща верига на ДНК или на противоположни вериги. Димерите на други пиримидини се образуват с много по-ниска честота. Появата на димер води до изпъкналост в ДНК веригата. Повечето от тези нарушения се възстановяват, а останалите неремонтирани водят до мутации.