Riparimi: çfarë është kjo? Mekanizmat riparimin e ADN-së

Riparimi - një pronë qelizë të gjallë për t'u marrë me një shumëllojshmëri të dëmtimit të ADN-së. Në botën e jashtme ka shumë faktorë që mund të shkaktojnë ndryshime të pakthyeshme në organizmat e gjalla. Për të ruajtur integritetin e tyre, për të shmangur mutacione patologjike dhe të papajtueshme me jetën, nuk duhet të jetë një sistem i vetë-shërimit. Siç shkelur integritetin e materialit gjenetik të qelizës? Konsideroni këtë pyetje në mënyrë më të detajuar. Gjithashtu, të gjetur se çfarë janë mekanizma riparimin e trupit dhe se si ata punojnë.

Anomalitë në ADN

molekulë acid dezoksiribonukleik mund të jetë i prishur në rrjedhën e biosintezën si dhe nën ndikimin e substancave të dëmshme. Ndër faktorët negative, në veçanti, përfshijnë temperaturën ose forcën fizike me prejardhje të ndryshme. Nëse ka ndodhur frakturë, procesi riparimin e qelizave fillon. Kështu fillon restaurimin e strukturës origjinale të molekulës së ADN-së. Për riparimin takohen komplekset specifike enzimë që janë të pranishme brenda qelizave. Që nga paaftësia e qelizave individuale për të kryer disa sëmundje shërim të lidhur. Shkenca që studion proceset e riparimit, - është biologjia. Brenda disiplina kryer një shumë të testeve dhe eksperimenteve, për shkak të cilat ajo bëhet më e lehtë për të kuptuar procesin e shërimit. Duhet të theksohet se mekanizmat e riparimit të ADN-së janë shumë interesante, si historia e zbulimit dhe studimin e këtij fenomeni. Cilët faktorë kontribuojnë në fillim të shërimit? Për të filluar procesin, është e nevojshme që stimulator ADN prekur riparimin e indeve. Çfarë është kjo, më e përshkruar më poshtë.

Historia e zbulimit

Kjo dukuri e çuditshme filloi studimin American Scientist Kellner. Zbulimi i parë i rëndësishëm në një udhëtim për riparim eksplorimit është bërë një fenomen i tillë si photoreactivation. Kjo Kamarier term i quajtur efekti reduktimit të dëmit të rrezatim UV dhe post-trajtuar qelizave plagosur ndritshme lumë i dritës së rrezatimit të dukshme spektrit.

"Rimëkëmbjes Drita"

Më vonë studion Kellner mori një vazhdim logjik në veprat e biologëve amerikane Setlou, Rupert dhe disa të tjerë. Në sajë të punës së këtij grupi të shkencëtarëve është themeluar në mënyrë të besueshme se photoreactivation është një proces që ka filluar nga një substancë të veçantë - një enzimë që katalizon në copëtim e dimers thymine. Janë ata që, siç doli, u formuan në rrjedhën e eksperimenteve nën dritën ultravjollcë. Kështu një dritë e ndritshme e dukshme nisur veprimin e enzimës, e cila promovoi copëtim të dimers dhe të rivendosur gjendjen e mëparshme të indeve të dëmtuara. Në këtë rast ne po flasim për një shumëllojshmëri të lehta të riparimit të ADN-së. Ne define atë më qartë. Ne mund të themi se drita riparim - është rivendosjen origjinale ekspozuar në dritë pas strukturën e dëmtimit të ADN-së. Megjithatë, ky proces nuk është vetëm kontribuon në eliminimin e dëmit.

"Errët" shërim

Disa kohë pas hapjes së dritës është zbuluar riparim errët. Ky fenomen ndodh pa ndonjë efekt të rrezeve të dritës të spektrit të dukshme. Kjo elasticitetit është gjetur gjatë studimit ndjeshmëria e baktereve të caktuara për të ultraviolet rrezet dhe rrezatim jonizues. Errët riparim DNA - aftësia e qelizave të hequr ndonjë ndryshim patogjenike acid dezoksiribonukleik. Por duhet thënë se kjo nuk është një proces fotokimik, në kontrast me shërim të lehta.

Mekanizmi i "errët" Dëmtimi Cleanup

Vëzhgimet e baktereve tregoi se pas një kohe të caktuar mbas organizmit një-qelizor ka marrë një pjesë të ultravjollcë, duke rezultuar në disa pjesë të ADN-së janë dëmtuar, qeliza rregullon proceset e saj të brendshme në një mënyrë të caktuar. Si rezultat, ADN-ja modifikuar është thjesht një copë të prerë nga një zinxhir të përbashkët. Rezulton ri-mbushur boshllëqet e amino acideve materialit nevojshme. Me fjalë të tjera, ajo bëhet resynthesis e ADN-së. Hapja e shkencëtarëve gjë të tillë riparimin e indeve si errët - kjo është një tjetër hap në eksplorimin aftësitë mahnitshme mbrojtëse të kafshëve dhe njeriut.

Si e bën sistemin e riparimit

Eksperimentet kanë zbuluar mekanizmat e shërimit dhe vetë ekzistencën e kësaj aftësie, janë kryer duke përdorur organizmat një-qelizor. Por proceset e riparimit janë të pandara në qelizat e kafshëve dhe njerëzve që jetojnë. Disa njerëz vuajnë nga pigmemtosum pigmentosum. Kjo sëmundje shkaktohet nga mungesa e aftësisë së qelizave resynthesize dëmtuar ADN. Kseroderma trashëguar. E asaj që është sistemi riparim? Katër enzimë, e cila mban procesin e riparimit - një helikazes DNA, -ekzonukleaza, polymerase dhe -ligaza. E parë të këtyre komponimeve është në gjendje të njohin dëmtim të molekulave të zinxhirit të acidit deoxyribonucleic. Ajo jo vetëm që njeh, por edhe shkurtime zinxhirin në vendin e duhur, për të hequr pjesën e molekulës modifikuar. heqja depozitave kryhet me një exonuclease ADN-së. Vazhdim, sinteza e një pjese të ri të molekulës së acidit deoxyribonucleic nga aminoacide, me qëllim për të zëvendësuar plotësisht segment dëmtuar. Well Finale këtë procedurat komplekse biologjike të kryera me një enzimë ligase ADN. Ai është përgjegjës për bashkëngjitje në pjesën e dëmtuar të molekulës sintetizuara. Pasi të gjitha katër enzimat kanë bërë punën e tyre, molekula e ADN-së është përditësuar plotësisht dhe të gjithë dëmi i së kaluarës. Kjo është se si mirë mekanizmat punuar brenda qelizave të gjalla.

klasifikim

Në këtë pikë, studiuesit kanë identifikuar këto lloje të sistemeve të riparimit. Ata janë aktivizuar në varësi të faktorëve të ndryshëm. Këto përfshijnë:

1. Riaktivizimi.
2. shërim rekombinimit.
3. Riparimi i heteroduplexes.
4. riparim prerje.
5. Bashkimi i skajet jo-homologe të molekulave të ADN-së.

Të gjitha organizmat një-qelizor të ketë të paktën tre sisteme enzimatike. Secili prej tyre ka aftësinë për të zbatuar procesin e shërimit. Këto sisteme janë: të drejtpërdrejtë, prerje dhe postreplicative. Të tre llojet e riparimin ADN-së kanë prokariotë. Sa për eukariotet, ajo është në dispozicion të tyre, mekanizma shtesë, të cilat janë quajtur Mis-Mathe dhe Sos-riparim. Biologji shqyrtuar në detaje të gjitha këto lloje të vetë-shëruese të materialit gjenetik të qelizave.

Struktura mekanizma shtesë

riparim të drejtpërdrejtë - kjo është mënyra më pak e komplikuar për marrjen e shpëtoj të ndryshimeve patologjike në ADN. Ajo është kryer enzima të veçanta. Falë tyre, restaurimin e strukturës së molekulës së ADN-së është shumë e shpejtë. Në përgjithësi, procesi vazhdon në një hap. Një nga enzima e mësipërme është metiltransferues O6-methylguanine-DNA. riparim prerje sistem - kjo është lloj i vetë-shëruese të acidi dezoksiribonukleik, e cila përfshin prerja nga aminoacidet modifikuar, dhe zëvendësimin e mëvonshëm të vendeve të tyre ri-sintetizuar. Ky proces kryhet në disa faza. Gjatë riparimit postreplicative ADN-së në strukturën e kësaj molekule mund të formohet në një zinxhirin e vlerave boshllëk. Pastaj ata u mbyll me pjesëmarrjen e proteinave RECA. Sistemi riparimin Postreplicative është unik në atë që procesi i saj i mungon zbulimin fazë të ndryshimeve patogjene.

Kush është përgjegjës për mekanizmin shërim

Deri më sot, shkencëtarët e dinë se një krijesë e tillë e thjeshtë, si E. coli, ka jo më pak se pesëdhjetë gjene të drejtpërdrejtë për riparim. Secili gjen ka përgjegjësi të caktuara. Këto përfshijnë: zbulimin, heqjen, sintezë, bashkimit, identifikimin e efekteve të rrezeve UV, dhe kështu me radhë. Për fat të keq, çdo gjenet, duke përfshirë ato që janë përgjegjëse për proceset e riparimit në qelizë, i nënshtrohen ndryshimeve mutational. Nëse kjo ndodh, atëherë ata nisin mutacionet më të shpeshta në të gjitha qelizat e trupit.

ADN rrezikshme dëmtimi

Çdo ditë, ADN-ja e qelizave të trupit tonë janë në rrezik të dëmtimit dhe ndryshimeve patologjike. Kjo është lehtësuar nga faktorë të mjedisit të tilla si rrezatimi ultravjollcë, aditivëve të ushqimit, kimike, temperatura ekstreme, fushën magnetike, streset e shumta që nisin proceset specifike në trup, dhe më shumë. Nëse struktura e ADN-së është thyer, ajo mund të shkaktojë qelizat rënda mutacionin dhe mund të çojë në kancer në të ardhmen. Kjo është arsyeja pse trupi është një kompleks i masave për t'u marrë me lëndime të tilla. Edhe në qoftë se enzimat janë në gjendje të kthehen në pamjen origjinale të ADN-së, sistemi riparim punon jashtë për të mbajtur dëme në minimum.

rekombinimit homolog

Ne do të kuptojnë se çfarë është ajo. Rekombinant është një shkëmbimi nga material gjenetik në boshllëk dhe kompleksit molekula e acidit deoxyribonucleic të. Në rastet kur ka prishet në ADN, procesi homolog rekombinimit fillon. Gjatë ajo është shkëmbyer fragmente nga dy molekulave. Me këtë strukturë restauruar me saktësi origjinale e acidi dezoksiribonukleik. depërtimit të ADN-së mund të ndodhë në disa raste. Nëpërmjet procesit të rekombinimit është e mundur për të integruar dy elemente të ndryshme.

Mekanizmi i shërimit të trupit dhe shëndetit

Riparimi - kjo është një parakusht për funksionimin normal të trupit. Duke u nënshtruar çdo ditë dhe çdo orë kërcënimet dëme të ADN-së dhe mutacionet, struktura shumëqelizore përshtatet dhe mbijeton. Kjo ndodh edhe për shkak të një sistemi riparim themeluar. Mungesa e elasticitetit normale shkakton mutacion sëmundje dhe anomalitë e tjera. Këto përfshijnë një shumëllojshmëri të patologjisë, onkologjisë dhe madje edhe plakjes vetë. Sëmundjet trashëguese për shkak të çrregullimeve të riparimit mund të çojë në tumore malinje të rënda dhe anomalitë e tjera të organizmit. Tani identifikuar sëmundje të caktuara që shkaktohen nga sistemet keqfunksionuese riparimit të ADN-së. Këto janë, për shembull, sëmundje të tilla si sindromi Cockayne, kseroderma, nonpolyposis kancerin e zorrës së trashë, Trichothiodystrophy dhe disa lloje kanceresh.