Репарація ДНК
Про ДНК .
Метафори :
потяг і рейки
блискавка із застібкою на одежі
нитка
Про мутації — насправді звичайні мутації це не те , коли в організму виростають роги і організм не світиться в темряві
Частоти мутацій — 10 000 — 100 000 на одну клітину ссавців у день .
Правда розмір усього геному в клітині — майже 6 , 5 мільярда пар основ .
Але за 2000 років пошкодження набереться 7 , 5 млрд .
Томас Ліндаль у 70-х роках вивчав , що швидкість нових точкових пошкоджень набагато більша — повинен бути механізм повернення назад , полагодження пошкоджень .
Займався пухлинами людей .
Ексцизійна репарація азотистих основ .
Цікава тим , що відбувається трохи по-різному у різних організмів .
Так у збудників виразки шлунка та туберкульозної палички трохи сильніше — дозволяє витримати тяжкі умови середовища .
Азіз Санзар ( Санджар ) вивчав , 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 усі – за вигинами ДНК і частинами неспареної ДНК , коли представлена ділянка , де відсутня комплементарна спареність і є лише один ланцюг .
Пол Модріч .
Репарація некомплементарних пар основ .
Класна штука в цій репарації — дізнатися , який же із 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 маркера 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 однієї 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 утратами або ні .
Чим ще цікаво — теломерна теорія старіння .
Кінцеві частини ДНК при вкороченні потім стають схожими на дволанцюгові розриви — клітина гине .
Захворювання :
Ксеродерма — страшне захворювання шкіри , чутливість до ультрафіолету
Атаксія - телеангіектазія ( Cиндром Луї- Бара ) – атаксія ( розлад координації рухів ) , телеангіоектазія ( локальне надмірне розширення дрібних судин ) , різні форми імунодефіциту і схильність до онкологічних захворювань .
Люди , які 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 % .
Як 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 в 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 з молекулярної 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 у 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 поломки ДНК відбуваються з велетенською швидкістю :
на одну клітину ссавців ≈ 10000 поломок ДНК у день .
Всього в геномі правда 6500 000 000 пар нуклеотидів .
Але існує життя довго — як воно не виродилося з усіма цими поломками , адже з таким темпом — навіть не 2000 років треба 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 70-х роках .
Типи поломок бувають :
заміни та модифікації окремих нуклеотидів
розриви ДНК :
одразу двох ланцюгів
одного з двох ланцюгів
Усі ці види поломок клітина вміє лагодити .
Однонуклеотидні розриви .
Поломки в комплементарних парах — партнером однієї літери стає інший , не комплементарний їй нуклеотид .
Розпізнається і вирізається .
Пол Модріч — Нобелівська премія 2015 весела тим , що білки називаються Mut
Поломки різноманітні після дії ультрафіолетового випромінення і інших пошкоджувальних 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 поломок .
А така ексцизійна репарація нуклеотидів розпізнає їх усі – за вигинами і частинами неспареної ДНК .
Поломки 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
кілька нуклеотидів
Томас Ліндаль , Ексцизійна 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 .
За відсутності додаткової копії .
Одноланцюгові розрізи легко зшиваються , це частина нормального процесу в клітині .
Тому на цьому все .
Щасти і дякую за увагу
