Dnr taisymas
DNR taisymas - tai procesas, kurio metu ląstelė nustato ir ištaiso savo DNR molekulių pažeidimus.
Ląstelėse normali medžiagų apykaita ir aplinkos veiksniai, tokie kaip UV spinduliai ir radiacija, pažeidžia DNR. Vienoje ląstelėje per dieną įvyksta iki milijono molekulinių pažeidimų. Daugelis šių pažeidimų sukelia struktūrinius DNR molekulės pažeidimus ir gali pakeisti arba panaikinti ląstelės gebėjimą transkribuoti pažeistą geną. Kiti pažeidimai sukelia potencialiai žalingas mutacijas ląstelės genome, kurios turi įtakos dukterinių ląstelių išlikimui po dalijimosi. DNR taisymo procesas turi būti nuolat aktyvus, kad galėtų greitai reaguoti į bet kokius DNR struktūros pažeidimus.
DNR taisymo greitis priklauso nuo daugelio veiksnių, įskaitant ląstelės tipą, amžių ir tarpląstelinę aplinką. Ląstelė, kurioje susikaupė daug DNR pažeidimų arba kuri nebepajėgia veiksmingai taisyti pažeidimų, gali pereiti į vieną iš trijų būsenų:
DNR pažeidimas, dėl kurio atsiranda daugybė pažeistų chromosomų
DNR remontas
DNR taisymo greitis priklauso nuo daugelio veiksnių, įskaitant ląstelės tipą, amžių ir tarpląstelinę aplinką. Paaiškėjo, kad daugelis genų, kurie, kaip iš pradžių buvo įrodyta, daro įtaką gyvenimo trukmei, yra susiję su DNR pažeidimų taisymu ir apsauga.
Žala ir mutacija
DNR pažeidimai ir mutacijos iš esmės skiriasi.
- Pažeidimai - tai fiziniai DNR pakitimai, pavyzdžiui, vienos ir dviejų grandinių nutrūkimai. DNR pažeidimus gali atpažinti fermentai, todėl juos galima pataisyti. Pataisymui reikia nepažeistos sekos papildomoje DNR grandinėje arba homologinėje chromosomoje. Jei ląstelėje lieka DNR pažeidimų, gali būti užkertamas kelias geno transkripcijai, taigi bus blokuojamas ir vertimas į baltymą. Taip pat gali būti blokuojama replikacija arba ląstelė gali žūti.
- Mutacija - tai DNR bazių sekos pokytis. Mutacijos negali atpažinti fermentai, kai bazės pokytis yra abiejose DNR grandinėse, todėl mutacijos negalima pataisyti. Ląstelių lygmeniu mutacijos gali sukelti baltymų funkcijos ir reguliavimo pakitimus. Mutacijos replikuojamos ląstelės replikacijos metu. Ląstelių populiacijoje mutavusių ląstelių dažnis didėja arba mažėja priklausomai nuo mutacijos poveikio ląstelės gebėjimui išgyventi ir daugintis.
Nors DNR pažeidimai ir mutacijos skiriasi vienas nuo kito, jie yra susiję, nes DNR pažeidimai dažnai sukelia DNR sintezės klaidas replikacijos ar taisymo metu; šios klaidos yra pagrindinis mutacijų šaltinis. DNR pažeidimai dažnai besidalijančiose ląstelėse, nes jie sukelia mutacijas, yra svarbi vėžio priežastis. Priešingai, retai besidalijančių ląstelių DNR pažeidimai gali būti svarbi senėjimo priežastis.
2015 m. Nobelio premijos moksliniai tyrimai
2015 m. Nobelio chemijos premija paskirta trims mokslininkams, kurie kiekvienas atrado dalį DNR taisymo istorijos.
- Švedas Tomas Lindahlas FRS, dirbantis Jungtinėje Karalystėje, atrado mechanizmą, vadinamą bazių ekscizijos pataisymu. Jis neutralizuoja DNR irimą.
- Turkijoje gimęs Šiaurės Karolinos universiteto profesorius Azizas Sancaras nustatė kitokį DNR taisymo būdą, vadinamą nukleotidų ekscizijos taisymu.
- Amerikietis Polas Modričas (Paul Modrich) iš Djuko universiteto Šiaurės Karolinoje parodė, kaip ląstelės ištaiso DNR defektus, atsirandančius dalijantis ląstelėms. Dėl šio mechanizmo, vadinamo nesutapimų taisymu, replikuojant DNR klaidų dažnis sumažėja 1000 kartų.
Klausimai ir atsakymai
Klausimas: Kas yra DNR remontas?
A: DNR taisymas - tai procesas, kurio metu ląstelė nustato ir ištaiso savo DNR molekulių pažeidimus, atsiradusius dėl normalios medžiagų apykaitos ir aplinkos veiksnių, tokių kaip UV spinduliai ir radiacija.
K: Kiek molekulinių pažeidimų gali atsirasti vienoje ląstelėje per dieną?
A: Per dieną ląstelėje gali būti iki milijono molekulinių pažeidimų.
K: Ką gali sukelti struktūriniai DNR molekulės pažeidimai?
A: DNR molekulės struktūriniai pažeidimai gali pakeisti arba panaikinti ląstelės gebėjimą transkribuoti pažeistą geną.
K: Ką gali paveikti potencialiai žalingos DNR pažeidimų sukeltos mutacijos?
A: DNR pažeidimų sukeltos potencialiai žalingos mutacijos gali turėti įtakos ląstelės dukterinių ląstelių išlikimui po jos dalijimosi.
K: Kodėl DNR taisymo procesas turi būti nuolat aktyvus?
A: DNR taisymo procesas turi būti nuolat aktyvus, kad galėtų greitai reaguoti į bet kokius DNR struktūros pažeidimus.
K: Kokie veiksniai gali turėti įtakos DNR taisymo greičiui?
A: DNR taisymo greitį gali veikti daug veiksnių, įskaitant ląstelės tipą, amžių ir tarpląstelinę aplinką.
K: Kas gali nutikti ląstelei, kurioje susikaupė daug DNR pažeidimų arba kuri nebepataiso pažeidimų?
A: Ląstelė, kurioje susikaupė daug DNR pažeidimų, arba ląstelė, kuri nebepataiso pažeidimų, gali pereiti į vieną iš trijų būsenų.
