ГЕНЕТИКА - Підручник - А.В. Сиволоб - 2008

РОЗДІЛ 1. Природа генетичного матеріалу

РЕПАРАЦІЯ ДНК

Ексцизійна репарація

Більш радикальним і ефективним шляхом виправлення порушень нуклеотидів є ексцизійна репарація, коли пошкоджена одноланцюго- ва ділянка вирізається з ДНК, а інший ланцюг використовується далі як матриця для нового синтезу. Існує два варіанти такої репарації. При ексицизійній репарації азотистих основ (Base Excision Repair - BER), що відбувається в усіх організмів, модифікована азотиста основа розпізнається ферментом, який відщеплює її від дезоксирибози (рис. 1.21). У ДНК залишається так званий АП-сайт - апуриновий / апіримідиновий. Ще два ферменти видаляють дезоксирибозу в АП-сайті, і в ДНК залишається прогалина довжиною в один нуклеотид.

Ця прогалина заповнюється ДНК-полімеразою в (в еукаріотів), яка приєднує нуклеотид до 3'-ОН групи попереднього нуклеотиду ланцюга. Фосфодіефірний зв'язок приєднаного нуклеотиду з наступним нуклеотидом ланцюга відновлюється лігазою. У прокаріотів заповнення прогалини здійснюється ДНК-полімеразою І.

Ексцизійна репарація нуклеотидів (Nucleotide Excision Repair - NER) - це шлях, пов'язаний із вирізанням одноланцюгової ділянки ДНК, яка містить пошкодження (модифіковану основу, тиміновий димер тощо).

Рис. 1.21. Ексцизійна репарація азотистих основ.

Пошкоджена основа забарвлена червоним

У клітинах E. coli за цей шлях відповідає а система uvrABC (uvr - ultra violet repair). Комплекс білка uvrB і двох білків uvrA упізнає пошкодження та зв'язується з ДНК у цьому місці (рис. 1.22). На наступному кроці відбувається зміна конформації uvrB, вигин ДНК і дисоціація uvrA. До комплексу рекрутується білок нугС. Обидва білки у складі комплексу набувають ендонуклеазної активності: uvrС робить одноланцюговий розріз у пошкодженому ланцюзі за кілька нуклеотидів у напрямку до 5'-кінця від пошкодження (ліворуч на рис. 1.22); uvrB - розріз з іншого боку від пошкодження. Далі ДНК-геліказа uvrD руйнує подвійну спіраль між двома розрізами, тобто видаляє пошкоджену ділянку. Прогалина, що залишилася, заповнюється ДНК-полімеразою І, лігаза остаточно відновлює цілісність ланцюга.

Рис. 1.22. Система uvrABC ексцизійної репарації нуклеотидів у E. Coli

Аналогічна система ексцизійної репарації, до якої залучено близько 17 білків, працює в еукаріотичних клітинах.