Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Биология -> Кудряшов Ю.Б. -> "Радиационная биофизика (ионизирующие излучения)" -> 121

Радиационная биофизика (ионизирующие излучения) - Кудряшов Ю.Б.

Кудряшов Ю.Б. Радиационная биофизика (ионизирующие излучения) — М.: ФИЗМАТЛИТ, 2004. — 448 c.
ISBN 5-9221-0388-1
Скачать (прямая ссылка): radiacionnayabiofizika2004.djvu
Предыдущая << 1 .. 115 116 117 118 119 120 < 121 > 122 123 124 125 126 127 .. 210 >> Следующая

Кроме указанных в таблице, существует значительно меньшее количество «повреждений» ДНК, которые являются, скорее всего, изменениями макромолекулы в процессе нормального метаболизма клетки (разрывы ДНК при дифференцировке клеток, V(D) J-преобра'зовани-ях иммуноглобулиновых генов и др.).
Как следует из табл. VI.7, в клетке ежеминутно возникает достаточно большое количество спонтанных повреждений ДНК (более ста тридцати), которые в основном успешно устраняются. Дополнительно к спонтанным повреждениям макромолекулы также должны быть устранены и повреждения, вызванные действием генотоксических агентов (например, от облучения в дозе 1-10 сГр в течение минуты и за большее время). При этом имеется в виду, что повреждения ДНК, индуцируемые как прямым, так и косвенным действием излучений, имеют ту же природу, что и спонтанные повреждения.
Вместе с тем возможны изменения распределения разных типов повреждений.
В ДНК-репарационных процессах первого типа, в зависимости от характера повреждения, участвуют различные ферменты: глико-зилазы, фосфодиэстеразы, ДНК-полимеразы, лигазы и др. Количество таких ферментов достаточно велико. Так, в дрожжевых клетках известно более 50 генов, продукты которых участвуют в процессах репарации ДНК. Некоторые из них выполняют и другие функции,
6. Повреждения и процессы восстановления ДНК
261
например, участвуют также и в процессах регуляции клеточного деления. Полагают, что из 60000-70000 генов в клетке человека несколько сотен может принимать участие в поддержании стабильности генома.
Следует отметить, что некоторые процессы репарации первого типа реализуются с разными скоростями в разных участках генома. Например, активно экспрессируемые гены восстанавливаются от повреждений значительно быстрее, чем остальные участки генома. Известно также, что только одна цепь в ДНК-дуплексе транскрибируется. Повреждения именно в этой цепи устраняются наиболее быстро. Этим, по-видимому, объясняется накопление мутаций в нетранскри-бируемой цепи ДНК.
Как следует из изложенного, при, действии ионизирующих излучений в малых дозах (и при низких значениях ЛПЭ) повреждения ДНК, индуцируемые в одной из ее цепей, должны в основном устраняться благодаря емкости ДНК-репарационной системы, принимающей участие в восстановлении спонтанных повреждений макромолекулы.
Совершенно иная ситуация складывается в случае двунитевых разрывов ДНК. Такие разрывы, как уже отмечалось, хотя и с достаточно малой вероятностью образуются даже при фоновых дозах облучения. Образование ДР приводит к потере физической непрерывности ДНК
и, как следствие, к отсутствию антипараллельной цепи, которая является матрицей для репарации ДНК по первому типу.
В настоящее время известны два пути репарации ДНК от двунитевых разрывов. Механизм первого из них — сшивание негомологичных концов (non homologous end joining — NHEJ) связан с первоначальной стабилизацией разорванных концов ДНК Ku-белками и с последующим образованием комплекса между этой структурой и ДНК-зависимой протеинкиназой. Существенно, что при реализации NHEJ-стратегии не происходит движения разорванных концов ДНК в пространстве ядра клетки. При этом координаты ДР относительно фиксированы, а комплексы белков, необходимых для репарации, вероятнее всего мигрируют к месту ДР.
Следует, однако, отметить, что при репарации ДНК по этому механизму возникают нарушения в ее первичной структуре (делеции и др.). Эти нарушения обусловлены тем, что при установлении микрогомологии в районе разрыва остаются свободные концы ДНК, которые затем «отрезаются» при помощи ряда ферментативных реакций.
Второй механизм репарации ДНК от ДР реализуется с помощью гомологичной рекомбинации.
Последовательности ДНК, от которых информация передается на поврежденную копию, должны быть идентичны на достаточно большой длине (более 200 пар нуклеотидов). Такие рекомбинационные процессы могут реализоваться, например, между материнскими и отцовскими копиями одного и того же гена. Известно, что рекомбинации могут осуществляться также между соответствующими последовательностями ДНК в пределах одной хромосомы.
Соотношения между обоими типами репарации ДНК от ДР зависят от ряда условий, в том числе — от стадии клеточного цикла.
262 Гл. VI. Реакции клетки на действие ионизирующих излучений
Репарация с участием механизма гомологичной рекомбинации подразумевает сближение гомологичных последовательностей в пространстве ядра клетки. Известно также, что часто соответствующие локусы гомологичных хромосом пространственно разобщены. Радиация индуцирует процессы, приводящие к перемещению этих локусов в пространстве ядра клетки, необходимые для их сближения. Естественно, что репарация ДНК от ДР как более сложный процесс (по сравнению с репарацией от ОР) требует более длительного времени и не всегда возможна. Нерепарируемые ДР ДНК часто оказываются летальными для клетки. С еще меньшей вероятностью следует ожидать восстановления комплексных повреждений ДНК, локализованных в кластерах.
Таким образом, при облучении в малых дозах повреждения ДНК, репарируемые по первому типу, должны полностью восстанавливаться (естественно, возможно с некоторой, хотя и малой вероятностью ошибки).
Предыдущая << 1 .. 115 116 117 118 119 120 < 121 > 122 123 124 125 126 127 .. 210 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

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

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed