Лекция: Репарация ДНК
Точность репликации ДНК у эукариот поддерживается несколькими механизмами. Во-первых, это самокоррекция, т.е. отщепление ошибочно присоединенного нуклеотида. Этот процесс контролирует ДНК-полимераза и частота ошибок уменьшается в 10 раз (1 ошибка на 10.000 нуклеотидов). Во-вторых, в организме действует система репарации, т.е. восстановления повреждений ДНК и исходной последовательности
нуклеотидов. Наиболее распространенным механизмом репарации ДНК является эксцизионная репарация – вырезание ошибочных нуклеотидов.
Механизм эксцизионной репарации ДНК(рис.4.5) .
1) эндонуклеаза- (находит и разрезает двойную цепь)
2) экзонуклеаза- вырезает брешь ( несколько тысяч нуклеотидов )
3) ДНК- полимераза- застраивает брешь
4) ДНК- лигаза – сшивает разрыв.
Итак, молекула ДНК- носитель всей генетической информации в клетке. Структура ДНК — набор нуклеотидов. Следовательно, структурной единицей генов являются нуклеотиды (ATGC). Структурной единицей белков являются аминокислоты. Первым белком, для которого была определена последовательность аминокислот, был белок инсулина. В молекуле ДНК зашифрована информация о последовательности аминокислот в полипептидах (или белках) с помощью биологического (или генетического) кода. Т.о. Генетический код – это запись в уникальных участках молекулы ДНК информации о структуре белков и полипептидов. Каким же образом в молекуле ДНК зашифрована информация о структуре белка? Ответ на этот вопрос был дан в 1961 году Фрэнсисом Криком.
Ф. Крик и его коллеги предположили, что информация должна быть выражена через блоки – кодоны. Они предположили, что кодоны должны включать не менее 3-х нуклеотидов. Почему?
В природе обнаружено 20 различных аминокислот, из которых комплектуются все белки. Для того, чтобы зашифровать 20 вариантов аминокислот, генетический код должен включить как минимум 3 нуклеотида, т.к. из двух нуклеотидов можно скомбинировать только 42 =16 вариантов, а из трех нуклеотидов – 43 = 64 варианта.
Полная расшифровка генетического кода проведена в 60-х годах XX века. Оказалось, что из 64 возможных вариантов триплетов 61 кодирует различные аминокислоты, а 3 являются бессмысленными, или STOP-кодонами: UAG, UAA, UGA кодонами, на которых прекращается считывание наследственной информации (рис. 4.6).