Αποκατάσταση: τι είναι αυτό; μηχανισμοί επιδιόρθωσης DNA

Αποκατάσταση - ένα ζωντανό κύτταρο ιδιότητα να ασχοληθεί με μια ποικιλία από βλάβες του DNA. Στον έξω κόσμο υπάρχουν πολλοί παράγοντες που μπορούν να προκαλέσουν μη αναστρέψιμες αλλαγές στους ζωντανούς οργανισμούς. Για να διατηρήσουν την ακεραιότητά τους, για την αποφυγή παθολογικών μεταλλάξεων και ασύμβατες με τη ζωή, πρέπει να υπάρχει ένα σύστημα αυτο-ανάκαμψης. Καθώς παραβίασε την ακεραιότητα του γενετικού υλικού του κυττάρου; Σκεφτείτε αυτό το θέμα με περισσότερες λεπτομέρειες. Επίσης, μάθετε ποιες είναι οι μηχανισμοί επιδιόρθωσης του σώματος και πώς λειτουργούν.

Ανωμαλίες στο DNA

μόριο δεοξυριβονουκλεϊκού οξέος μπορεί να σπάσει κατά τη διάρκεια της βιοσύνθεσης όπως επίσης και κάτω από την επίδραση των επιβλαβών ουσιών. Μεταξύ των αρνητικών παραγόντων, ειδικότερα, να περιλαμβάνουν τη θερμοκρασία ή τη σωματική δύναμη διαφορετικής προέλευσης. Εάν συμβεί το κάταγμα, η διαδικασία επανόρθωσης κύτταρο αρχίζει. Έτσι αρχίζει η αποκατάσταση της αρχικής δομής του μορίου του DNA. Για επανόρθωση πληρούν συγκεκριμένα σύμπλοκα ενζύμου που είναι παρόντα εντός των κυττάρων. Από την ανικανότητα των μεμονωμένων κυττάρων να πραγματοποιήσει κάποια ανάκαμψη σχετίζεται νόσο. Η επιστήμη που μελετά τις διαδικασίες επισκευής, - είναι βιολογία. Εντός της πειθαρχίας πραγματοποιηθεί πολλές δοκιμές και πειράματα, λόγω της οποίας γίνεται πιο εύκολο να κατανοήσουν τη διαδικασία ανάκτησης. Θα πρέπει να σημειωθεί ότι οι μηχανισμοί επιδιόρθωσης του DNA είναι πολύ ενδιαφέρον, καθώς η ιστορία της ανακάλυψης και μελέτη του φαινομένου αυτού. Ποιοι παράγοντες συμβάλλουν στην έναρξη της ανάκαμψης; Για να ξεκινήσει η διαδικασία, είναι απαραίτητο ότι το DNA διεγέρτη επηρεάζονται επισκευή των ιστών. Τι είναι αυτό, πιο εξηγήσουμε παρακάτω.

Η ιστορία της ανακάλυψης

Αυτό το εκπληκτικό φαινόμενο άρχισε να σπουδάζει Αμερικανός επιστήμονας Kellner. Η πρώτη σημαντική ανακάλυψη σε ένα ταξίδι της επισκευής εξερεύνησης έχει γίνει ένα τέτοιο φαινόμενο, όπως φωτοεπανενεργοποίηση. Αυτός ο όρος σερβιτόρος ονομάζεται επίδραση μείωσης της βλάβης της υπεριώδους ακτινοβολίας και μετα-αγωγή τραυματισμένων κυττάρων φωτεινό ρεύμα φως της ορατής ακτινοβολίας του φάσματος.

«Φως Recovery»

Αργότερα μελετά Kellner πήρε μια λογική συνέχεια στα έργα της αμερικανικής βιολόγοι Setlou, Ρούπερτ και κάποιους άλλους. Χάρη στο έργο αυτής της ομάδας των επιστημόνων έχει αποδειχθεί αξιόπιστα ότι φωτοεπανενεργοποίηση είναι μια διαδικασία που ξεκινά με μια ειδική ουσία - ένα ένζυμο που καταλύει τη διάσπαση των διμερών θυμίνης. Είναι αυτοί που, όπως αποδείχθηκε, είχαν σχηματιστεί κατά τη διάρκεια των πειραμάτων κάτω από υπεριώδες φως. Έτσι, ένα λαμπρό ορατό φως ξεκίνησε δράση του ενζύμου, η οποία προώθησε διάσπαση των διμερών και να αποκαταστήσει την αρχική κατάσταση του κατεστραμμένου ιστού. Σε αυτή την περίπτωση μιλάμε για ένα ελαφρύ ποικιλία επιδιόρθωσης του DNA. Εμείς θα καθορίσει με μεγαλύτερη σαφήνεια. Μπορούμε να πούμε ότι το φως επισκευή - είναι η αποκατάσταση της αρχικής εκτίθενται στο φως μετά την δομή της βλάβης του DNA. Ωστόσο, η διαδικασία αυτή δεν συμβάλλει μόνο στην εξάλειψη της ζημίας.

«Dark» ανάκαμψη

Λίγο καιρό μετά την έναρξη του φωτός ανιχνεύθηκε σκοτάδι επισκευής. Αυτό το φαινόμενο συμβαίνει χωρίς καμία επίδραση των ακτίνων φωτός του ορατού φάσματος. Η ανθεκτικότητα αυτή διαπιστώθηκε κατά τη διάρκεια της μελέτης, η ευαισθησία ορισμένων βακτηριδίων σε υπεριώδεις ακτίνες και ιονίζουσα ακτινοβολία. Σκούρο επιδιόρθωση του DNA - η ικανότητα των κυττάρων για να απομακρυνθεί οποιοδήποτε παθογόνο αλλαγές δεοξυριβονουκλεϊκού οξέος. Αλλά πρέπει να πούμε ότι αυτό δεν είναι μια φωτοχημική διαδικασία, σε αντίθεση με την ανάκαμψη φως.

Ο μηχανισμός της «σκοτεινής» Βλάβη Cleanup

Παρατηρήσεις των βακτηρίων έδειξαν ότι μετά από ένα ορισμένο χρονικό διάστημα μετά την μονοκύτταρου οργανισμού έλαβε ένα τμήμα του υπεριώδους, με αποτέλεσμα σε ορισμένα τμήματα του DNA υπέστησαν ζημιές, το κύτταρο ρυθμίζει εσωτερικές διεργασίες της με έναν ορισμένο τρόπο. Ως αποτέλεσμα, το τροποποιημένο DNA είναι απλά ένα κομμάτι κόβεται από ένα κοινό αλυσίδα. Το προκύπτον εκ νέου καλύψει τα κενά των αμινοξέων απαραίτητο υλικό. Με άλλα λόγια, διεξάγεται επανασύνθεση του DNA. Το άνοιγμα των επιστημόνων τέτοιο πράγμα όπως σκούρο επισκευή των ιστών - αυτό είναι ένα ακόμη βήμα στην εξερεύνηση των εκπληκτικές αμυντικές ικανότητες του ζώου και του ανθρώπου.

Πώς λειτουργεί το σύστημα επιδιόρθωσης

Πειράματα έχουν αποκαλύψει τους μηχανισμούς της ανάκτησης και την ίδια την ύπαρξη αυτής της ικανότητας, διεξήχθησαν χρησιμοποιώντας μονοκύτταρους οργανισμούς. Όμως, οι διαδικασίες επισκευής είναι εγγενείς σε ζωντανά κύτταρα των ζώων και των ανθρώπων. Μερικοί άνθρωποι πάσχουν από μελαγχρωματική ξηροδερμία. Η ασθένεια αυτή προκαλείται από την έλλειψη της ικανότητας των κυττάρων ανασυνθέσει του κατεστραμμένου DNA. Ξηροδερμία κληρονόμησε. Από ό, τι είναι το σύστημα επισκευή; Τέσσερις ένζυμο, το οποίο κρατά τη διαδικασία επιδιόρθωσης - μια ελικάση DNA, -ekzonukleaza, πολυμεράση και -ligaza. Η πρώτη από αυτές τις ενώσεις είναι σε θέση να αναγνωρίσει βλάβη στα μόρια της αλυσίδας του δεοξυριβονουκλεϊκού οξέος. Αναγνωρίζει όχι μόνο, αλλά μειώνει επίσης την αλυσίδα στη σωστή θέση, να αφαιρέσει το τμήμα του τροποποιημένου μορίου. απομάκρυνση Κατάθεση διεξάγεται με ένα DNA εξωνουκλεάση. Στη συνέχεια, η σύνθεση μιας νέας τμήματος του μορίου δεοξυριβονουκλεϊκού οξέος από τα αμινοξέα με σκοπό να αντικαταστήσει πλήρως το κατεστραμμένο τμήμα. Καλά φινάλε αυτό πολύπλοκων βιολογικών διαδικασιών που εκτελούνται με ένα ένζυμο λιγάσης DNA. Είναι υπεύθυνη για την σύνδεση με το κατεστραμμένο τμήμα του συντιθέμενου μορίου. Μόλις τα τέσσερα ένζυμα έχουν κάνει τη δουλειά τους, το μόριο του DNA είναι πλήρως ενημερωμένο και όλες οι ζημίες του παρελθόντος. Αυτό είναι το πώς ομαλά μηχανισμών που λειτουργούν μέσα σε ζωντανά κύτταρα.

ταξινόμηση

Σε αυτό το σημείο, οι μελετητές έχουν προσδιορίσει τους ακόλουθους τύπους συστημάτων επισκευής. Ενεργοποιούνται ανάλογα με διάφορους παράγοντες. Σε αυτά περιλαμβάνονται:

1. Επανενεργοποίηση.
2. ανάκτηση ανασυνδυασμού.
3. Επισκευή ετεροδιπόλων.
4. επισκευή εκτομής.
5. Η επανένωση των μη-ομόλογων άκρα των μορίων DNA.

Όλες οι μονοκύτταροι οργανισμοί έχουν τουλάχιστον τρία ενζυματικά συστήματα. Κάθε ένα από αυτά έχει τη δυνατότητα να εφαρμόσει τη διαδικασία ανάκτησης. Τα συστήματα αυτά περιλαμβάνουν: την άμεση, εκτομή και postreplicative. Τα τρία είδη της επιδιόρθωσης του DNA έχουν προκαρυώτες. Όσο για ευκαρυωτικούς οργανισμούς, είναι στη διάθεσή τους, πρόσθετους μηχανισμούς, οι οποίες ονομάζονται Μις-Μαθέ και Sos-επισκευής. Βιολογία εξετάζονται λεπτομερώς όλα αυτά τα είδη της αυτο-ίασης του γενετικού υλικού των κυττάρων.

Δομή πρόσθετους μηχανισμούς

Άμεση επισκευή - αυτό είναι το λιγότερο πολύπλοκο τρόπο για να απαλλαγούμε από τις παθολογικές αλλοιώσεις του DNA. Είναι διεξάγεται ειδικά ένζυμα. Χάρη σ 'αυτούς, η αποκατάσταση της δομής του μορίου του DNA είναι πολύ γρήγορη. Γενικά, η διαδικασία προχωρά σε ένα στάδιο. Ένα από τα παραπάνω ένζυμα είναι Ο6-μεθυλγουανίνη-DNA μεθυλοτρανσφεράση. σύστημα επιδιόρθωσης εκτομής - αυτό είναι το είδος της αυτο-ίασης του δεοξυριβονουκλεϊκού οξέος, η οποία περιλαμβάνει την κοπή τα τροποποιημένα αμινοξέα, και επακόλουθη αντικατάσταση της εκ νέου συντίθενται περιοχές τους. Αυτή η διαδικασία διεξάγεται σε διάφορα στάδια. Κατά τη διάρκεια postreplicative επιδιόρθωση του DNA στη δομή του μορίου αυτού μπορεί να σχηματίζεται σε μια αλυσίδα αξίας κενό. Στη συνέχεια, έκλεισε με τη συμμετοχή της RecA πρωτεΐνης. Postreplicative σύστημα επιδιόρθωσης είναι μοναδικό στο ότι η διαδικασία της στερείται ανίχνευσης φάσης των παθογόνων αλλαγές.

Ποιος είναι υπεύθυνος για το μηχανισμό ανάκτησης

Μέχρι σήμερα, οι επιστήμονες γνωρίζουν ότι μια τέτοια απλή πλάσμα, όπως η E. coli, έχει όχι λιγότερο από πενήντα γονίδια άμεσα για επισκευή. Κάθε γονίδιο έχει ορισμένες ευθύνες. Αυτά περιλαμβάνουν: την ανίχνευση, την απομάκρυνση, σύνθεση, προσκόλληση, ταυτοποίηση των επιδράσεων της υπεριώδους ακτινοβολίας, και ούτω καθεξής. Δυστυχώς, οποιαδήποτε γονίδια, συμπεριλαμβανομένων και εκείνων που είναι υπεύθυνοι για τις διαδικασίες επιδιόρθωσης στο κύτταρο, υποβάλλεται σε μεταλλακτικές αλλαγές. Αν συμβεί αυτό, τότε θα ξεκινήσει πιο συχνές μεταλλάξεις σε όλα τα κύτταρα του σώματος.

Η επικίνδυνη DNA βλάβη

Κάθε μέρα, το DNA των κυττάρων του σώματος μας είναι σε κίνδυνο βλάβης και τις παθολογικές μεταβολές. Αυτό διευκολύνεται από περιβαλλοντικούς παράγοντες, όπως η υπεριώδης ακτινοβολία, τα πρόσθετα τροφίμων, τα χημικά, ακραίες θερμοκρασίες, το μαγνητικό πεδίο, πολυάριθμες καταπονήσεις που αρχίζουν ειδικές διαδικασίες στο σώμα, και πολλά άλλα. Αν η δομή του DNA έχει σπάσει, μπορεί να προκαλέσει σοβαρή κύτταρα μετάλλαξη και μπορεί να οδηγήσει σε καρκίνο στο μέλλον. Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο το σώμα είναι ένα συγκρότημα από μέτρα για την αντιμετώπιση τέτοιων τραυματισμών. Ακόμη και αν τα ένζυμα είναι σε θέση να επιστρέψει στην αρχική εμφάνιση του DNA, το σύστημα επισκευής έξω για να κρατήσει ζημιά στο ελάχιστο.

ομόλογος ανασυνδυασμός

Θα καταλάβετε τι είναι. Ο ανασυνδυασμός είναι μια ανταλλαγή γενετικού υλικού στα μόρια κενό και η ένωση του δεοξυριβονουκλεϊκού οξέος. Στην περίπτωση όπου υπάρχουν σπασίματα στο DNA, ομόλογο ανασυνδυασμό διαδικασία αρχίζει. Κατά τη διάρκεια αυτή ανταλλάσσονται θραύσματα από δύο μόρια. Με αυτό το με ακρίβεια αποκατασταθεί αρχική δομή του δεοξυριβονουκλεϊκού οξέος. διείσδυση του DNA μπορεί να συμβεί σε ορισμένες περιπτώσεις. Μέσα από τη διαδικασία του ανασυνδυασμού είναι δυνατόν να ενσωματωθούν τα δύο διαφορετικά στοιχεία.

Ο μηχανισμός της ανάκαμψης του σώματος και της υγείας

Η επισκευή - αποτελεί προϋπόθεση της κανονικής λειτουργίας του σώματος. Υποβάλλεται σε ημερήσια και ωριαία απειλές DNA βλάβη και μεταλλάξεις, πολυκύτταρους δομή προσαρμόζεται και επιβιώνει. Αυτό συμβαίνει επίσης λόγω ενός καθιερωμένου συστήματος επιδιόρθωσης. Η έλλειψη της κανονικής ανθεκτικότητα προκαλεί τη μετάλλαξη της νόσου και άλλες ανωμαλίες. Αυτές περιλαμβάνουν μια ποικιλία από παθολογίας, ογκολογίας και ακόμη και τη γήρανση η ίδια. Κληρονομικές ασθένειες που οφείλονται σε διαταραχές της επισκευής μπορεί να οδηγήσει σε σοβαρές κακοήθεις όγκους και άλλες ανωμαλίες του οργανισμού. Τώρα που προσδιορίζονται ορισμένες ασθένειες που προκαλούνται από δυσλειτουργία είναι συστήματα επιδιόρθωσης του DNA. Αυτά είναι, για παράδειγμα, ασθένειες όπως το σύνδρομο Cockayne, ξηροδερμία, μη-πολυποειδούς καρκίνο του παχέος εντέρου, τριχοθειοδυστροφία και ορισμένων μορφών καρκίνου.