Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Биология -> Кудряшов Ю.Б. -> "Основы радиационной биофизики" -> 68

Основы радиационной биофизики - Кудряшов Ю.Б.

Кудряшов Ю.Б., Беренфельд Б.С. Основы радиационной биофизики — Москва, 1982. — 304 c.
Скачать (прямая ссылка): osnoviradicionnoybiofiziki1982.djvu
Предыдущая << 1 .. 62 63 64 65 66 67 < 68 > 69 70 71 72 73 74 .. 144 >> Следующая

Одним из наиболее вероятных механизмов, определяющих способность клетки избавляться от сублетальных повреждений,, может быть процесс репарации радиационных нарушений струк-
туры ДНК. Во-первых, уникальность текста, записанного в ДИК, и его значение для клетки совершенно исключают замещение пораженных облучением молекул вновь синтезированными. Цй-вто-рых, сама структура ДНК позволяет проводить работы по Исправлению генетического текста, так как он присутствует в дйух комплементарных копиях.
Репарация повреждений в облученной ДНК
На существование репарации ДНК впервые обратили внимание при анализе летального действия ультрафиолетового излучения на бактерий. Еще в 1928 г. было показано, что наибольшей эффективностью обладают кванты с длиной волны 260 нм, которые избирательно поглощаются азотистыми основаниями ДНК. Возникло предположение о том, что мишенью для летального действия ультрафиолета служит бактериальная ДНК. Обосновать это предположение удалось лишь после открытия роли ДНК в наследственности, так как стало очевидным, что для клеток окажется губительным фотохимическое повреждение генетических структур. В 1960 г. были выявлены фотохимические повреждения ДНК, ответственные за летальное действие ультрафиолета. Ими оказались димеры тимина, возникающие в результате 'связывания двух соседних оснований одной полинуклеотидвой цепи. Появление димеров приводит к локальному нарушению вторичной структуры ДНК и подавлению активности того гена, в котором произошла димери-зация.
Было показано, что вероятность летального действия данной дозы ультрафиолета зависит от условий, в которых выдерживают облученные клетки (освещение, состав питательной среды и т. д.). Так как эти факторы не влияли на первичные фотохимические повреждения, заключили, что бактерии способны репарировать некоторые из фотохимических повреждений ДНК, а летальны те повреждения, которые не репарируются.
Значительный прогресс в этой области 'исследований был достигнут благодаря открытию мутантов, дефектных по репарации ДНК. Было обнаружено, что мутации в любом из трех генов uvr A, uvr В и uvr Су Е. coli значительно повышают чувствительность бактерий к действию ультрафиолетового излучения. Эти гены расположены в трех далеко отстоящих друг от друга участках генетической карты; вероятно, нормальный продукт, кодируемый ими, участвует в процессе репарации.
Природу одного из молекулярных процессов репарации ДНК открыл в 1964 г. Сетлоу с соавторами. Опыты проводились с нормальными и мутантными бактериями, ДНК которых предварительно метилась 3Н-тимидином. Оба типа клеток получали равную дозу ультрафиолета, после чего изучалось количество, 3Н-тимино-вых димеров в клеточных экстрактах. Полученные результаты показали, что в обоих экстрактах содержится одинаковое коли-
чество тиминовых димеров в расчете >на клетку. Однако в чувствительном к ультрафиолету штамме все тиминовые димеры оказались составе высокомолекулярной фракции, т. е. структур,но> целостней ДНК; в нормальном штамме тиминовые димеры обнаруживалась в составе коротких фрагментов, состоящих не более-чем из ш^сти нуклеотидов. Отсюда авторы заключили, что как нормальные, так и мутантные штаммы получили одинаковое число начальных фотохимических повреждений, однако нормальные клетки Е. coli обладают ферментативной системой, которая вырезает-тиминовые димеры из облученных полинуклеотидных тяжей, заменяя их нормальными тиминовыми нуклеотидами. Пониженная выживаемость мутантных клеток, по-видимому, связана с отсутствием активного фермента, необходимого для вырезания (эксцизии) димеров тимина. В дальнейшем было показано, что в рассматриваемом процессе участвует эндонуклеаза, вызывающая одноцепочечные разрывы в ДНК с УФ-повреждениями. Эта эндонуклеаза имеется в нормальных штаммах Е. coli и в мутантах по гену uvr С, но отсутствует в мутантах по генам uvr А и uvr В. Из этого можно заключить, что гены uvr А и uvr В кодируют разные субъединицы УФ-репарирующей эндонуклеазы.
Вслед за вырезанием тиминовых димеров и окружающих их нуклеотидов начинается репарационная репликация. Ее существование было доказано в экспериментах с бактериями, которых после облучения ультрафиолетом инкубировали в присутствии радиоактивного бромурацила. Накопление радиоактивной метки свидетельствовало о включении в облученные клетки бромурацила, который используется при репликации ДНК вместо тимина. Однако в облученных бактериях происходила не обычная репликация, протекающая только в двух репликационных Y-вилках, а репарационная, сопровождающаяся включением бромурацила во многих различных точках генома. Об этом говорит измерение плотности ДНК при равновесном центрифугировании в CsCl. Бромурацил плотнее тимина, поэтому при обычной репликации возникала бы «тяжелая» нить ДНК. Однако ее присутствия опыты не показали. Весь бромурацил содержался в «легких» цепях ДНК. Следовательно, его включение происходит в коротких полинуклеотидных участках, окруженных длинными нереплицировавшимися полинуклеотидными последовательностями, так что плотность ДНК заметно не изменилась.
Предыдущая << 1 .. 62 63 64 65 66 67 < 68 > 69 70 71 72 73 74 .. 144 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

Есть, чем поделиться? Отправьте
материал
нам
Авторские права © 2009 BooksShare.
Все права защищены.
Rambler's Top100

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed