Репарація ДНК
Про ДНК .
Метафори :
потяг і рейки
блискавка з застібкою на одежі
нитка
Про мутації – на справіді звичайні мутації це не те що у організму виростають роги і організм не світиться в темряві
Частоти мутацій – 10 000 – 100 000 на одну клітину ссавців в день .
Правда розмір всього геному в клітині – майже 6 , 5 мільярдів пар основ .
Але за 2000 років пошкодження набереться 7 , 5 млрд .
Томас Лі´ндал – у 70х роках вивчав те , що швидкість нових точкових пошкоджень набагато більша – повинен бути механізм повернення назад , полагодження пошкоджень .
Займався пухлинами людей .
Ексицизійна репарація азотистих основ .
Цікава тим , що відбувається трохи по різному у різних організмів .
Так у збудників виразки шлунку та туберкульозної палички трохи сильніше – дозволяє витримати тяжкі умови середовища .
Азіз Санзар ( Санджар ) – як бактерії відновлюють ДНК після пошкодження її ультрафіолетовим випроміненням .
Ексцизійна репарація нуклеотидів .
Веселий факт про турка – перший турок в американській академії наук .
До речі , у них є НАН
Класно , що відбувається в активних сайтах так і глобально .
Ще дуже цікаво , що реагує на велику кількість можливих пошкоджень – ДНК можуть містити дуже багато різних модифікацій і поламок .
А така ексцизійна репарація нуклеотидів розпізнає їх всі – по вигинам ДНК і частинам неспареної ДНК , коли представлена ділянка де відсутня комплементарна спаренність , і є лише один ланцюг .
Пол Модріч .
Репарація некомплементарних пар основ .
Класна штука в цій репарації – дізнатися який же з двох нуклеотидів новий і зайвий .
Розриви в ДНК та модифікації – метилювання материнської ДНК .
Також цікавим є те , що для її полагодження формується дуга ДНК – від маркеру одним білком до місця неправильного нуклеотиду .
І весь цей шмат вирізається та наново добудовується ДНК .
Весела тим , що білки називаються " Mut "
Але крім того є розриви подвійної спіралі та розриви одної з двох спіралей .
Двоспіральні розриви ДНК – дуже цікаві .
Залежно від того , чи клітина ділиться чи вже зріла в стадії G0 , тобто доросла така яка існує решту життя ( нейрон наприклад ) – один чи інший шлях налагодження .
Сформований на тому чи можна підглянути і скопіювати з іншої такої же самої хромосоми яка утворилася при діленні материнської ДНК , чи ні .
У клітин що не діляться вже немає такої можливості
Тут метафора з ниткою – або зав'язати на бантик або припаяти кінці .
З втратами або ні .
Чим ще цікаво – теломерна теорія старіння .
Кінцеві частини ДНК при вкорочені потім стають схожими на дволанцюгові розриви – клітина гине .
Захворювання :
Ксеродерма – страшне захворення шкіри , чутливість до ультрафіолету
Атаксія - телеангіектазія ( Cиндром Луї- Бара ) – атаксією ( розладом координації рухів ) , телеангіоектазіями ( локальним надмірним розширенням дрібних судин ) , різними формами імунодефіциту і схильністю до онкологічних захворювань .
Люди що хворіють зазвичай не доживають до 50 років .
Що таке мутація , як клітина її лагодить та як це пов'язано із Нобелівською премією цього року
Дана презентація міститиме метафори , для поліпшення розуміння теми .
Проте метафора ніколи не відповідає феномену , який вона представляє на всі 100 % .
Яку у вислові : Слово – не горобець .
Ніщо не горобець , окрім горобця .
Про клітину
Нагадаймо що таке ДНК
ДНК – це така штука ( молекула ) на якій записана інформація про те , що і як повинно відбуватися в клітині .
ДНК містить гени які зчитуються та формуються білки або додаткові регуляторні штуки ( некодуючі РНК )
Інформація :
Метафора № 1 : комп'ютерний бінарний код
А клітина крутіша – має не два символи , а чотири : замість нуль і один є нуль , один , два і три : Аденін ( A ) , Тимін ( T ) , Цитозин ( C ) і Гуанін ( G ) .
Проте ДНК відрізняється ще і тим , що файли , інформація на комп'ютері , записані у один ряд .
Тоді як ДНК має дві спіралі – інформаційний ряд з'єднаний з комплементарним йому іншим рядком , іншим ланцюжком .
Разом некодуючі РНК + білки формують комплекси які і виконують безліч різноманітних функцій у клітині
Метафора № 2 : металева штука + пластик = купа різних приладів для різних функцій .
А інформація про те , що і як скласти на заводі – у ДНК .
Функціонувати – передавати інформацію далі – ДНК може лише у співпраці з іншими молекулами ( спеціальні білки тощо )
просто так ДНК як , наприклад , просто CD диск – річ у собі .
ЇЇ треба зчитати певним спеціальним приладом .
Але якщо щось стає з ДНК – інформація не зчитується .
" Щось не так " = мутація .
Мутація .
Не так все весело і кльово , як показують у кіно .
Повертаємося до метафори з диском , що зробити з CD диском , якщо на ньому була нудна лекція по молекулярній біології – як шляхом подряпини отримати з лекції цікавий мультфільм ?
Тобто , мутації , які призводять до виростів кінцівок , свічення в темряві чи якихось інших цікавостей – не відбувається в природі так легко як показують у фільмах , бо це дуже специфічні перетворення і просто так їх дуже - дуже важко отримати .
Більшість мутацій в соматичних ( не статевих , тобто не яйцеклітині / сперматозоїді ) клітинах – нейтральні або слабко негативні .
Але у деяких випадках , коли неповезло , мутація – поламався , значить дефект .
Там кістки погано розвиваються , очі погано бачать .
Чи поламався у дорослому віці : пухлини .
Частота мутацій
Але поламки ДНК відбуваються з велетенською швидкістю :
на одну клітину ссавців ≈ 10000 поламок ДНК в день .
Всього в геномі правда 6500 000 000 пар нуклеотидів .
Але існує життя довго – як воно не виродилося з усіма цими поламками адже з таким темпом – навіть не 2000 років тре на те , щоб накопити 7 , 3 млрд помилок .
А ссавці існують 200 млн років .
Але треба якісь механізми які це лагодять .
Це перші міркування , які висловив пан Томас Ліндаль у 70х роках .
Типи поламок бувають :
заміни та модифікації окремих нуклеотидів
розриви ДНК :
одразу двох ланцюгів
одного з двох ланцюгів
Всі ці види поламок клітина вміє лагодити .
Однонуклеотидні розриви .
Поламки в комплементарних парах – партнером одної літери стає інший , не комплементарний їй нуклеотид .
Розпізнається і вирізається .
Пол Модріч – Нобелівська премія 2015 весела тим , що білки називаються Mut
Поламки різноманітні після дії ультрафіолетового випромінення і інших пошкоджуючих факторів .
Вигини і порушення структури ДНК .
Розпізнається і вирізається .
Класно , що відбувається в активних сайтах так і глобально .
Ще дуже цікаво , що система репарації ДНК реагує на велику кількість можливих пошкоджень – ДНК можуть містити дуже багато різних модифікацій і поламок .
А така ексцизійна репарація нуклеотидів розпізнає їх всі – по вигинам і частинам неспареної ДНК .
Поламки точкові , модифікації нуклеотидів , які формуються в тому числі і після ділення клітини : механізм копіювання материнської ДНК не 100 % правильний і дочірні ДНК отримують кілька точкових невідповідностей .
один нуклеотид
oдекілька нуклеотидів
Томас Ліндал , Ексицизійна репарація азотистих основ .
Двоспіральні розриви найскладніші і найважчі в клітині .
Якщо вони не лагодяться , клітина помирає .
Або перетворюється на пухлинну .
Проблема в тому , що після розриву такі два фрагменти ДНК не будуть близько один до одного залишатися в самому об’ємі клітини .
Найлегше полагодити ДНК , коли клітина ділиться .
Бо на шляху від материнської клітини до двох дочірніх клітин є стадія , коли в одній материнській клітині 2 однакові молекули ДНК , тобто є " резервна копія " – можна підгледіти , як зшивати .
І скопіювати ділянку .
Клітина не ділиться : нема додаткової копії ДНК , яку можна взяти і скопіювати .
Налагодження розриву відбувається з маленькими втратами інформації .
А не діляться багато клітин в організмі : нейрони , наприклад .
При відсутності додаткової копії .
Одноланцюгові розрізи легко зшиваються , це частина нормального процесу в клітині .
Тому на цьому все .
Щасти і дякую за увагу
