Reparation: ano ito? mekanismo DNA repair

Reparation - isang buhay na cell property upang harapin ang iba't-ibang uri ng DNA pinsala. Sa labas ng mundo maraming mga kadahilanan na maaaring maging sanhi ng hindi maaaring pawalang pagbabago sa buhay na organismo. Upang mapanatili ang kanilang integridad, upang maiwasan ang pathological mutations at hindi tugma sa buhay, dapat na mayroong isang sistema ng self-pagbawi. Dahil lumabag ito sa ang integridad ng mga genetic na materyal ng cell? Isaalang-alang ang tanong na ito nang mas detalyado. Gayundin, malaman kung ano ang mga katawan repair mekanismo at kung paano gumagana ang mga iyon.

Abnormalities sa DNA

Deoxyribonucleic acid Molekyul ay maaaring sira sa kurso ng ang biosynthesis pati na rin sa ilalim ng impluwensiya ng mga mapanganib na mga sangkap. Kabilang sa mga negatibong mga kadahilanan, sa partikular, isama ang temperatura o ang pisikal na lakas ng iba't ibang mga pinagmulan. Kung ang bali naganap, ang cell reparation proseso ay nagsisimula. Sa gayon ay nagsisimula sa pagpapanumbalik ng orihinal na istraktura ng DNA Molekyul. Para reparation matugunan ang mga tiyak enzyme complexes, na nangakaharap sa loob ng mga cell. Dahil ang kawalan ng kakayahan ng mga indibidwal na mga cell upang magsagawa ng ilang mga pagbawi kaugnay na sakit. Ang agham na pag-aaral ang proseso ng pagkumpuni, - ay biology. Sa loob natupad sa disiplina sa labas ng maraming mga pagsubok at mga eksperimento, dahil sa kung saan ito ay nagiging mas madali upang maunawaan ang proseso ng pagbawi. Dapat ito ay nabanggit na ang mga mekanismo ng DNA repair ay napaka-kagiliw-giliw na, tulad ng kasaysayan ng pagtuklas at pag-aaral ng mga ito kababalaghan. Anong mga dahilan ang mag-ambag sa simula ng pagbawi? Upang simulan ang proseso, ito ay kinakailangan na ang DNA stimulator apektadong tissue pagkumpuni. Ano ito, higit ilarawan sa ibaba.

Kasaysayan ng pagtuklas

Ito kamangha-mangha phenomenon ay nagsimulang pag-aaral Amerikano siyentipiko Kellner. Ang unang makabuluhang pagtuklas sa isang paglalakbay ng pagkumpuni paggalugad ay naging tulad ng isang palatandaan bilang photoreactivation. Term na ito Waiter tinatawag pagbawas ng pinsala epekto ng UV pag-iilaw at post-ginagamot nasugatan cell maliwanag na stream ng liwanag sa mga nakikitang spectrum radiation.

"Light Recovery"

Mamaya aaral Kellner got isang lohikal na pagpapatuloy sa mga gawa ng Amerikanong biologist Setlou, Rupert at ilang mga iba. Salamat sa mga gawain ng grupong ito ng mga siyentipiko ay tinanggal mapagkakatiwlaan itinatag na photoreactivation ay isang proseso na ay magsimula sa pamamagitan ng isang espesyal na sangkap - isang enzyme na catalyzes ang cleavage ng thymine dimers. Ito ay sila na, bilang naka-out, ay nabuo sa kurso ng mga eksperimento sa ilalim ng ultraviolet light. Kaya isang maliwanag na nakikitang ilaw inilunsad na pagkilos ng enzyme, na kung saan na-promote cleavage ng dimers at ibalik sa orihinal na kalagayan ng nasirang tissue. Sa kasong ito kami ay pakikipag-usap tungkol sa isang light iba't-ibang mga DNA pagkumpuni. Tinutukoy namin itong mas malinaw. Maaari naming sabihin na ang ilaw repair - ay ibalik ang orihinal na nailantad sa liwanag pagkatapos ng istraktura ng DNA pinsala. Gayunman, ang prosesong ito ay hindi lamang nag-aambag sa pag-aalis ng pinsala.

"Madilim" recovery

Ang ilang oras pagkatapos ng pagbubukas ng ilaw natuklasang maitim na pagkumpuni. pangkaraniwang bagay na ito ay nangyayari nang walang anumang epekto ng ilaw ray sa mga nakikitang spectrum. resilience na ito ay natagpuan sa panahon ng pag-aaral ang sensitivity ng ilang mga bakterya sa ultraviolet rays at ionizing radiation. Madilim repair DNA - ang kakayahan ng mga cell upang alisin ang anumang pathogenic pagbabago deoxyribonucleic acid. Ngunit ito ay dapat na sinabi na ito ay hindi isang photochemical proseso, sa kaibahan sa liwanag pagbawi.

Ang mekanismo ng "dark" Damage Cleanup

Obserbasyon ng ang mga bakterya ay nagpakita na matapos ang isang tiyak na oras pagkatapos ng single-celled organismo nakatanggap ng isang bahagi ng ultraviolet, na nagreresulta sa ilang mga seksyon ng DNA ay nasira, ang mga cell regulates panloob nitong proseso sa isang tiyak na paraan. Bilang isang resulta, ang binagong DNA ay lamang ng isang piraso gupitin mula sa isang karaniwang chain. Ang resultang re-punan ang mga gaps sa mga amino acids na kailangan na materyal. Sa ibang salita, ito dala resynthesis ng DNA. Pagbubukas ng mga siyentipiko ganoong bagay tulad ng dark repair tissue - ito ay isa pang hakbang sa pagtuklas sa kamangha-manghang mga nagtatanggol kakayahan ng hayop at ang tao.

Paano gumagana ang repair system

Eksperimento ay nagsiwalat ng mga mekanismo ng pagbawi at sa pinakadulo pagkakaroon ng kakayahan na ito, isinagawa gamit single-celled organismo. Ngunit ang repair proseso ay likas na taglay ng mga buhay na selula ng hayop at tao. Ang ilang mga tao magtiis sa xeroderma pigmentosum. Ang sakit na ito ay sanhi ng kawalan ng kakayahan ng mga cell resynthesize nasira DNA. Xeroderma minana. Ano ang sinisimbulo repair system? Apat enzyme, na kung saan pinanatili ang repair proseso - isang DNA helicase, -ekzonukleaza, polymerase at -ligaza. Ang unang ng mga ito compounds ay kayang kilalanin ang pinsala sa mga molecule kadena ng deoxyribonucleic acid. Ito ay hindi lamang kinikilala, ngunit din ay mapuputol ang kadena sa tamang lugar, upang alisin ang seksyon ng binagong Molekyul. Deposit pag-alis ay isinasagawa gamit ang isang DNA exonuclease. Susunod, ang synthesis ng isang bagong bahagi ng deoxyribonucleic acid Molekyul mula sa amino acids na may isang view upang ganap na palitan ang mga nasirang segment. Well Finale mahirap maintindihan na biological pamamaraan na ginanap sa isang DNA ligase enzyme. Ito ay responsable para sa attachment sa nasira bahagi ng synthesized Molekyul. Sa sandaling ang lahat ng apat enzymes ginawa ang kanilang trabaho, ang DNA Molekyul ay ganap na-update na at ang lahat ng mga pinsala ng nakaraan. Ito ay kung paano maayos na nagtatrabaho mekanismo sa loob ng buhay na mga cell.

pag-uuri

Sa puntong ito, ang mga iskolar na kinilala sa sumusunod na uri ng mga sistema ng pagkumpuni. Sila ay aktibo depende sa iba't ibang mga kadahilanan. Kabilang dito ang:

1. Reactivation.
2. Recombination pagbawi.
3. Pagkumpuni ng mga heteroduplexes.
4. Excision pagkumpuni.
5. Ang muling pagsasama ng di-homologo mga dulo ng DNA molecules.

Lahat ng single-celled organismo ay may hindi bababa sa tatlong enzymatic systems. Ang bawat isa sa mga ito ay may kakayahan upang ipatupad ang proseso ng pagbawi. Ang mga sistema ay kinabibilangan ng: direct, excision at postreplicative. Ang tatlong uri ng DNA repair kung prokaryotes. Tulad ng para sa mga eukaryotes, ito ay sa kanilang itapon, karagdagang mekanismo, na kung saan ay tinatawag na Miss-mathe at Sos-repair. Biology napagmasdan sa mga detalye sa lahat ng mga uri ng mga self-healing ng genetic materyal ng mga cell.

Istraktura karagdagang mekanismo

Direct pagkumpuni - ito ay ang hindi bababa sa komplikadong paraan ng getting alisan ng mga pathological mga pagbabago sa DNA. Ito ay isinasagawa tiyak na enzymes. Salamat sa kanila, sa pagpapanumbalik ng ang istraktura ng DNA Molekyul ay napakabilis. Sa pangkalahatan, ang proseso naaayos sa isang hakbang. Ang isa sa mga enzymes sa itaas ay O6-methylguanine-DNA methyltransferase. Excision repair system - ito ay ang uri ng self-healing ng deoxyribonucleic acid, na kung saan ay nagsasangkot ng pag-cut out ang nabagong amino acids, at kasunod na kapalit ng kanilang re-synthesize sites. Ang prosesong ito ay isinasagawa sa ilang yugto. Sa panahon postreplicative DNA repair sa istraktura ng Molekyul ito ay maaaring nabuo sa isang agwat sa halaga chain. Pagkatapos sila ay sarado na may ang partisipasyon ng Reca protina. Postreplicative repair sistema ay natatangi sa na ang proseso ay kulang phase detection ng pathogenic pagbabago.

Sino ang responsable para sa mga mekanismo ng pagbawi

Upang petsa, siyentipiko nalalaman na ang isang simpleng nilalang, tulad ng E. coli, ay walang mas mababa sa limampung mga gene nang direkta para sa pagkumpuni. Ang bawat gene ay may ilang mga responsibilidad. Kabilang dito ang: detection, pag-alis, synthesis, attachment, pagkakakilanlan ng ang mga epekto ng UV rays, at iba pa. Sa kasamaang palad, ang anumang mga gene, kabilang ang mga na ikaw ang mananagot para sa mga proseso ng repair sa cell, sumailalim sa mutational pagbabago. Kung nangyari ito, pagkatapos ay sila ay ilunsad ang mas madalas na mutations sa lahat ng mga cell ng katawan.

Ang mapanganib na pinsala DNA

Araw-araw, ang DNA ng selula ng ating katawan ay nasa panganib ng pinsala at pathological pagbabago. Ito ay facilitated sa pamamagitan ng kapaligiran mga kadahilanan tulad ng ultraviolet radiation, pagkain additives, kemikal, temperatura extremes, magnetic field, maraming mga stresses na magpasimula ng mga tiyak na proseso sa katawan, at higit pa. Kung ang DNA istraktura ay nasira, maaari itong maging sanhi ng malubhang pagbago cells at maaaring humantong sa kanser sa hinaharap. Iyon ay kung bakit ang katawan ay isang complex ng mga hakbang upang harapin ang naturang pinsala. Kahit na ang mga enzymes ay magagawang maibalik sa orihinal na anyo ng DNA, pagkumpuni ng system ang gumagana out upang panatilihing pinsala sa isang minimum.

homologo recombination

Mauunawaan natin kung ano ito. Recombination ay isang palitan ng mga genetic na materyal sa ang puwang at tambalang molecules ng deoxyribonucleic acid. Sa kaso kung saan may mga break sa DNA, homologo recombination proseso ay nagsisimula. Sa panahon ng ito ay ipinagpapalit mga fragment ng dalawang molecules. Gamit ang tumpak na naibalik ang orihinal na istraktura ng deoxyribonucleic acid. pagtagos ng DNA ay maaaring mangyari sa ilang mga kaso. Sa pamamagitan ng proseso ng recombination ay posible upang pagsamahin ang dalawang mga iba't ibang mga elemento.

Ang mekanismo ng pagbawi ng katawan at kalusugan

repair ang - ito ay isang paunang kinakailangan ng normal na paggana ng katawan. Ang pagiging subjected sa araw-araw at oras-oras na mga banta DNA pinsala at mutations, multicellular istraktura adapts at survives. ay nangyayari rin ito dahil sa isang itinatag na sistema pagkumpuni. Ang kakulangan ng normal na kabanatan nagiging sanhi ng sakit sa pagbago at iba pang mga abnormalities. Kabilang dito ang isang iba't ibang mga patolohiya, oncology at kahit aging mismo. Minamana sakit dahil sa disturbances ng pagkumpuni ay maaaring humantong sa malubhang mapagpahamak tumor at iba pang mga abnormalities ng mga organismo. Ngayon na kinilala sa ilang mga karamdaman na sanhi ng umaandar nang tama ang DNA sistema pagkumpuni. Ang mga ito ay, halimbawa, mga sakit tulad ng Cockayne syndrome, xeroderma, nonpolyposis colon cancer, Trichothiodystrophy at ilang mga kanser.