Login processing...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove

13.8: Репарация неспаренных оснований
СОДЕРЖАНИЕ

JoVE Core
Biology

A subscription to JoVE is required to view this content. You will only be able to see the first 20 seconds.

Education
Репарация неспаренных оснований
 
Этот закадровый голос сгенерирован компьютером
ТРАНСКРИПТ
* Текстовый перевод сгенерирован компьютером

13.8: Репарация неспаренных оснований

Обзор

Организмы способны обнаруживать и фиксировать несоответствия нуклеотида, которые возникают во время репликации ДНК. Этот сложный процесс требует выявления новой нити и замены ошибочных оснований правильными нуклеотидами. Ремонт несоответствия координируется многими белками как в прокариотах, так и в эукариотах.

Семья мутаторных белков играет ключевую роль в ремонте несоответствия ДНК

Геном человека имеет более 3 миллиардов базовых пар ДНК на клетку. До деления клеток, что огромное количество генетической информации должна быть воспроизведена. Несмотря на способность корректорирования полимеразы ДНК, ошибка копирования возникает примерно каждые 1 миллион базовых пар. Одним из типов ошибок является несоответствие нуклеотидов, например, сопряжение A с G или T с C. Такие несоответствия обнаруживаются и восстанавливаются семейство белков Mutator. Эти белки были впервые описаны в бактериях Escherichia coli (E. coli), но омологи появляются во всех прокариот и эукариот.

Mutator S (MutS) инициирует ремонт несоответствия (MMR), выявляя и связывая несоответствие. Впоследствии MutL определяет, какая нить является новой копией. Только новая нить требует фиксации, в то время как нить шаблона должна оставаться нетронутой. Как молекулярная машина может определить недавно синтезированную нить ДНК?

Недавно синтезированные пряди ДНК отличаются от их шаблона Strand

Во многих организмах цитозиновые и адениновые основы новой нити получают метиловую группу через некоторое время после репликации. Таким образом, белки Mut идентифицируют новые нити, распознавая последовательности, которые еще не метилированы. Кроме того, недавно синтезированные нити в эукариот, скорее всего, имеют небольшие перерывы, также называемые ДНК ники. MmR белки могут таким образом определить nicked прядь и прицелать ее для ремонта.

После идентификации новой нити ферменты нуклеазы вырезать пораженный регион и акциз неправильные нуклеотиды. Далее полимераза ДНК заполняет правильные нуклеотиды, а лигаза ДНК уплотняет сахарофосфатную основу ДНК, тем самым завершая процесс ремонта несоответствия.

Дефекты в механизме ремонта несоответствия могут вызвать рак

Человеческий омолог MutS называется Mutator S homolog 2 (MSH2). Если функция MSH2 скомпрометирована, точечные мутации и мутации кадров по всему геному не восстанавливаются должным образом. Вследствие этого, люди, несущие одну копию такого скомпрометированного MSH2 имеют более высокую вероятность развития рака.

Неотремонтированная адаптация топлива мутаций

Было бы лучше, если MMR никогда не пропускал несоответствие? Даже низкие показатели мутаций могут вызвать проблемы для организма. Тем не менее, мутации также способствуют генетическим изменениям в популяции. Например, разрешительное несоответствие системы ремонта в бактерии может, случайно, привести к мутации гена, который дает устойчивость к антибиотикам, тем самым увеличивая шансы на выживание бактерий и размножения при воздействии антибиотиков. Это хорошая новость для бактериальной популяции, но плохие новости для людей, которые полагаются на антибиотики для борьбы с инфекционными заболеваниями.

В самом деле, штаммы золотистого стафилококка все чаще получают множественной лекарственной устойчивости, а это означает, что мало или в отсутствие антибиотиков может предотвратить распространение этой бактерии у пациента. Инфекции с бактериями с множественной лекарственной устойчивостью связаны с высоким уровнем смертности среди людей. Широкое использование антибиотиков в животноводстве и ненадлежащее сокращение введения антибиотиков способствуют появлению бактерий с множественной лекарственной устойчивостью.


Литература для дополнительного чтения

Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

Waiting X
simple hit counter