Фотобиология - Конев С.В.
Скачать (прямая ссылка):
мембранных перегородок в филаменте. Причиной филаментообразования
являются, по-видимому, димеры пиримидиновых оснований, о чем
свидетельствует способность видимого света частично снимать эффект
(фотореактивация). По данным Виткин, за филаментообразоваиие ответственно
повреждение гена-регулятора, что приводит к прекращению синтеза
репрессора, блокирующего оперон В, причем снятие блока (индукция оперона)
запускает синтез белка - ингибитора митозов.
Рекомендуемая литература
Смит К., Хэиеуолт Ф. Молекулярная фотобиология. Процессы инактивации и
восстановления. М., 1972.
Brunschede Н., Bremer Н. Protein synthesis in Е. coli after irradiation
with UV-light.- J. Molec. Biol., 1969, 41, 25.
Hanawalt P., S e 11 о w R. Effect of monochromatic UV-light on
macromolecular synthesis in E. coli.- Biochim. et biophys. acta, 1960,
41, 283.
Michalke H., Bremer H. RNA synthesis in E. coli after irradiation with
UV-light.- J. Molec. Biol., 1969, 41, 1.
Rapp W., Howard-Flanders P. Discontinuities in the DNA synthesized in
excision defective strain of E. coli following UV-irradia-tion.- J.
Molec. Biol., 1968, 31, 291.
292 Глава XVII. Репарация фотоповреждеиий в клетке
Глава XVII. РЕПАРАЦИЯ ФОТОПОВРЕЖДЕНИИ
В КЛЕТКЕ
Вследствие чрезвычайно важной роли генетического аппарата в ходе
эволюционного развития в клетке выработались и наследственно закрепились
специальные механизмы, направленные на устранение летальных и мутационных
повреждений ДНК, вызванных различными внешними или внутренними
физическими и химическими факторами, в том числе и ультрафиолетовой
радиацией. Естественно, что эффективность работы этих механизмов
определяет фоточувствительность клеток н организмов.
Из изученных к настоящему времени механизмов восстановления генетических
структур будут рассмотрены только те, эффективность которых
контролируется самой клеткой. Это фотореактивацня, фотопротекция и темно-
вая репарация. Меньшее значение имеют такие процессы, как спонтанный
распад фотопродуктов, прямое фоторасщепление пиримидиновых димеров и
другие.
1. ФОТОРЕАКТИВАЦИЯ
Открытое И. Ф. Ковалевым и Кельнером явление фотореактнвации заключается
в снижении эффективности действия ультрафиолетовых лучей при
пострадиационном облучении клеток видимым светом. Фотореактивация описана
у вирусов (в клетке хозяина), бактерий, грибов, водорослей, клеток
растений н животных, т. е. практически у всех биологических объектов.
Описано три типа фотореактивации. Наиболее изучена и универсальна
фотореактивация I, осуществляющаяся по одноударному механизму с высоким
квантовым выходом (10-1-1). Зависимость скорости фотореактива-цин от
интенсивности видимого света описывается кривой Михаэлиса - Ментена,
характерной для зависимости скорости ферментативной реакции от
концентрации субстрата. Скорость фотореактивации увеличивается также с
повышением температуры. Фотореактивация наблюдается не только в клетках,
но и при добавлении к поврежденным структурам экстрактов из дрожжей или
Е. coli. Оказалось, например, что экстракты из дрожжей усили-
1. Фотореактивация
вают фотореактивацию самых различных клеток и вызывают элиминацию
повреждений у вирусов и трансформирующей ДНК in vitro. По данным Сетлоу,
у трансформирующей ДНК в растворе фотореактивируется около 90%
биологически активных повреждений.
Максимум спектра действия фотореактивации I варьирует от 385 нм у дрожжей
до 436 нм у Streptomyces griseus.
В 1958 г. Рупертом был выделен из дрожжей, а в 1966 г. Мухамедом очищен
так называемый фотореактивирующий энзим, получивший в последние годы
название фотолиазы. Однако самый тщательный анализ не выявил в его
составе компонентов, которые по своим абсорбционным свойствам могли бы
формировать спектр действия фотореактивации. Спектр поглощения комплекса
энзим - облученная ДНК также сильно отличался от всех зарегистрированных
спектров действия фотореактивации.
Немного позднее Сайто и Вербин выделили и очистили фотореактивирующий
энзим из водоросли Anacystis пи-dulans. Его молекулярный вес составлял 93
ООО, а в спектре поглощения обнаруживался длинноволновый максимум при 418
нм, не совпадающий с максимумом 436 нм в спектре действия
фотореактивации.
Несмотря на низкое содержание фотореактивирующего энзима в клетках (по
подсчетам Харма на одну клетку приходится около 10 молекул энзима),
американскому исследователю Уэбину удалось получить достаточные для
физико-химического анализа количества фотолиазы. По его данным, в состав
энзима входят две субъединицы, имеющие молекулярный вес 54 ООО-60 ООО и
82 500. В отличие от дрожжевой фотолиазы энзим из Е. coli содержит только
одну полипептидную цепь с молекулярным весом 35 000. Однако, несмотря на
высокую степень очистки, ни дрожжевая, ни фотолиаза из Е. coli не
обнаруживали ощутимого поглощения в области 320- 450 нм.
Указанное противоречие - несовпадение спектров поглощения фотолиаз со
спектром действия фотореактивации - разрешилось совсем недавно благодаря
