Reparation: Was ist das? DNA-Reparaturmechanismen

Reparation – ein lebendes Objekt Zelle mit einer Vielzahl von DNA-Schäden zu bewältigen. In der Außenwelt gibt es viele Faktoren, die irreversible Veränderungen in lebenden Organismen führen kann. Um ihre Integrität zu bewahren, pathologische Mutationen und unvereinbar mit dem Leben zu vermeiden, muss ein System der Selbstwiederherstellung sein. Da es verletzt die Integrität des genetischen Material der Zelle? Betrachten Sie diese Frage im Detail. Auch, herauszufinden, was die körpereigenen Reparaturmechanismen sind und wie sie funktionieren.

Abnormalitäten in der DNA

Desoxyribonucleinsäure-Molekül kann als auch unter dem Einfluß von schädlichen Substanzen im Laufe der Biosynthese gebrochen werden. Zu den negativen Faktoren umfassen insbesondere die Temperatur oder die physische Stärke unterschiedlicher Herkunft. Wenn der Bruch aufgetreten ist, beginnt die Zelle Reparatur-Prozess. So beginnt die Wiederherstellung der ursprünglichen Struktur des DNA – Moleküls. Für Reparatur spezifische Enzymkomplexe entsprechen, die in den Zellen vorhanden sind. Da die Unfähigkeit der einzelnen Zellen eine gewisse Erholung assoziierten Erkrankungen durchzuführen. Die Wissenschaft, die die Prozesse der Reparatur studiert, – ist Biologie. Innerhalb der Disziplin eine Menge Tests und Versuche durchgeführt, durch die es einfacher wird, den Wiederherstellungsprozess zu verstehen. Es sei darauf hingewiesen, dass die Mechanismen der DNA-Reparatur sehr interessant sind, wie die Geschichte der Entdeckung und Untersuchung dieses Phänomens. Welche Faktoren tragen zu Beginn der Erholung? So starten Sie den Prozess, ist es notwendig, dass die DNA-Stimulator Reparatur von Gewebe betroffen. Was es ist, mehr unten beschreiben.

Geschichte der Entdeckung

Dieses überraschende Phänomen begann amerikanische Wissenschaftler Kellner studieren. Die erste bedeutende Entdeckung auf einer Entdeckungsreise Reparatur ist so ein Phänomen, das als Photoreaktivierung wird. Dieser Begriff Kellner namens Schadensminderung Wirkung von UV – Bestrahlung und nachbehandelt verletzte Zelle hellen Lichtstrom des sichtbaren Spektrums Strahlung.

"Light Recovery"

Später studiert Kellner eine logische Fortsetzung in den Arbeiten des amerikanischen Biologen Setlou, Rupert und einige andere bekam. Dank der Arbeit dieser Gruppe von Wissenschaftlern wurde zuverlässig festgestellt, dass Photoreaktivierung ist ein Prozess, der durch eine spezielle Substanz gestartet wird – ein Enzym, das die Spaltung von Thymindimeren katalysiert. Sie sind es, die, wie sich herausstellte, wurden im Laufe der Experimente unter UV-Licht gebildet. So ein helles sichtbares Licht ins Leben gerufen Wirkung des Enzyms, die die Spaltung von Dimeren gefördert und den ursprünglichen Zustand des beschädigten Gewebes wiederherzustellen. In diesem Fall sprechen wir über eine Licht Vielzahl von DNA-Reparatur. Wir definieren es deutlicher. Wir können sagen, dass das Licht reparieren – das Original nach der Struktur der DNA-Schädigung Licht ausgesetzt wird gestellt wird. Jedoch ist dieses Verfahren nicht nur zur Beseitigung der Schädigung beitragen.

"Dark" recovery

Einige Zeit nach der Eröffnung des Lichts wurde dunkel Reparatur nachgewiesen. Dieses Phänomen tritt ohne Auswirkung von Lichtstrahlen des sichtbaren Spektrums. Diese Widerstandsfähigkeit wurde während der Studie die Empfindlichkeit bestimmter Bakterien Strahlen und ultravioletten ionisierender Strahlung. Dunkle DNA-Reparatur – die Fähigkeit von Zellen, pathogene Veränderungen Desoxyribonukleinsäure zu entfernen. Aber es muss gesagt werden, dass dies nicht ein photochemischen Prozess, im Gegensatz zur Licht Erholung.

Der Mechanismus der „dunkel“ Damage Cleanup

Beobachtungen der Bakterien zeigten, dass nach einer gewissen Zeit nach dem Einzeller, einen Teil der ultravioletten empfing, in einigen Abschnitten der DNA resultierenden beschädigt wurden, die Zelle ihre internen Prozesse in einer bestimmten Art und Weise reguliert. Als Ergebnis ist die modifizierte DNA einfach ein Stück aus einer gemeinsamen Kette geschnitten. Die sich ergebende Wieder füllen die Lücken der Aminosäuren notwendige Material. Mit anderen Worten, es erfolgte eine erneute Synthese von DNA. Eröffnung der Wissenschaftler so etwas wie dunkle Reparaturgewebe – das ist ein weiterer Schritt in die erstaunlichen defensiven Fähigkeiten des Tieres und des Menschen zu erkunden.

Wie funktioniert das Reparatursystem

Experimente haben die Mechanismen der Erholung und die Existenz dieser Fähigkeit offenbart, wurden unter Verwendung von einzelligen Organismen durchgeführt. Aber die Reparaturprozesse sind inhärent in Zellen von Tieren und Menschen leben. Manche Menschen leiden an Xeroderma pigmentosum. Diese Krankheit wird durch einen Mangel an der Fähigkeit von Zellen verursacht resynthetisieren DNA beschädigt. Xeroderma geerbt. Von dem, was Reparatursystem? Vier-Enzym, das den Reparaturvorgang hält – eine DNA-Helikase, -ekzonukleaza, Polymerase und -ligaza. Die erste dieser Verbindungen ist in der Lage Schäden an den Kettenmoleküle von Desoxyribonukleinsäure zu erkennen. Er erkennt nicht nur, sondern senkt auch die Kette an der richtigen Stelle, den Abschnitt des modifizierten Moleküls zu entfernen. Entfernung von Ablagerungen ist mit einer DNA-Exonuclease durchgeführt wird. Als nächstes ersetzt die Synthese einen neuen Teil von Desoxyribonucleinsäure-Moleküle aus Aminosäuren, die mit Hinblick auf das beschädigte Segment vollständig. Nun Finale dieses komplexe biologische Verfahren mit einem DNA-Ligase-Enzym durchgeführt. Es ist verantwortlich für die Befestigung an den beschädigten Abschnitt des synthetisierten Moleküls. Nachdem alle vier Enzyme ihre Arbeit getan haben, wird das DNA-Molekül vollständig aktualisiert und alle Schäden der Vergangenheit an. Dies ist, wie reibungslos Mechanismen in lebenden Zellen arbeiten.

Einstufung

An dieser Stelle haben Wissenschaftler die folgenden Arten von Reparatursystemen identifiziert. Sie sind abhängig von verschiedenen Faktoren aktiviert. Dazu gehören:

1. Reaktivierung.
2. Rekombination Erholung.
3. Die Reparatur der Heteroduplexe.
4. Exzisionsreparatur.
5. Die Zusammenführung von nicht-homologen Enden von DNA-Molekülen.

Alle Einzeller haben mindestens drei Enzymsysteme. Jeder von ihnen hat die Fähigkeit, den Recovery-Prozess zu implementieren. Diese Systeme umfassen: direkte, Exzision und postreplikativen. Die drei Arten von DNA-Reparatur haben Prokaryoten. Wie bei Eukaryoten, ist es zur Verfügung, zusätzliche Mechanismen, die Miss-mathe und Sos-Reparatur genannt werden. Biologie untersuchte im Detail all diese Arten der Selbstheilung des genetischen Materials von Zellen.

Struktur zusätzliche Mechanismen

Direkte Reparatur – es ist die am wenigsten komplizierte Art und Weise des in der DNA der pathologischen Veränderungen loszuwerden. Es wird spezifisches Enzym durchgeführt. Dank ihnen, die Wiederherstellung der Struktur des DNA-Moleküls ist sehr schnell. Im Allgemeinen geht der Prozess in einem Schritt. Eine der oben genannten Enzyme ist O6-Methylguanin-DNA-Methyltransferase. Exzisionsreparatur System – das ist die Art der Selbstheilung der Desoxyribonukleinsäure, die die modifizierten Aminosäuren Ausschneiden beinhaltet und anschließender Austausch ihrer Wieder synthetisiert Websites. Dieses Verfahren wird in mehreren Stufen durchgeführt. Während postreplikativen DNA-Reparatur in der Struktur dieses Moleküls in einer Spalte Wertschöpfungskette gebildet werden. Dann schloß sie mit der Teilnahme von RecA-Protein. Postreplikativen Reparatursystem ist insofern einzigartig, dass sein Prozess fehlt Phasen Nachweis von pathogenen Veränderungen.

Wer ist verantwortlich für den Recovery-Mechanismus

Bis heute wissen die Wissenschaftler, dass eine solche einfache Kreatur, wie E. coli, hat nicht weniger als fünfzig Gene direkt zur Reparatur. Jedes Gen hat eine gewisse Verantwortung. Dazu gehört: Nachweis, die Entfernung, die Synthese, Anhaftung, Identifizierung der Auswirkungen von UV-Strahlen, und so weiter. Leider alle Gene, einschließlich denen, die für die Reparaturprozesse in der Zelle verantwortlich sind, zu Mutations Veränderungen unterworfen. Wenn dies geschieht, dann starten sie häufige Mutationen in allen Zellen des Körpers.

Die gefährliche DNA-Schäden

Jeden Tag sind die DNA unserer Körperzellen bei Gefahr der Beschädigung und pathologischen Veränderungen. Dies wird durch Umweltfaktoren wie erleichtert ultraviolette Strahlung, Nahrungsmittelzusätze, Chemikalien, Temperaturextreme, magnetisches Feld, zahlreiche Spannungen , die bestimmte Prozesse im Körper einzuleiten, und vieles mehr. Wenn die DNA-Struktur aufgebrochen wird, kann es zu schweren Mutation Zellen verursachen und zu Krebs in der Zukunft führen kann. Deshalb ist der Körper ein Komplex von Maßnahmen ist mit solchen Verletzungen zu behandeln. Auch wenn die Enzyme an das ursprüngliche Aussehen von DNA zurück nicht in der Lage sind, arbeitet Reparatursystem Schaden gering zu halten.

homologe Rekombination

Wir werden verstehen, was es ist. Rekombination ist ein Austausch von genetischem Material in die Lücke und Verbindungsmoleküle von Desoxyribonukleinsäure. In dem Fall, wo es Brüche in der DNA sind, beginnt homologe Rekombination. Während es Fragmente von zwei Molekülen ausgetauscht. Mit dieser genau ursprünglichen Struktur der Desoxyribonukleinsäure gestellt. Eindringen der DNA kann in einigen Fällen auftreten. Durch den Prozess der Rekombination ist möglich, die zwei verschiedene Elemente zu integrieren.

Der Mechanismus der Erholung des Körpers und der Gesundheit

Die Reparatur – es ist eine Voraussetzung für das normale Funktionieren des Körpers. auf tägliche und stündliche Bedrohungen DNA-Schäden und Mutationen unterworfen wird, passt sich vielzellige Struktur und überlebt. Dies geschieht auch aufgrund einer etablierten Reparatursystem. Der Mangel an normaler Elastizität bewirkt, dass die Krankheitsmutation und andere Anomalien. Dazu gehören eine Vielzahl von Pathologie, Onkologie und sogar Altern selbst. Erbkrankheiten aufgrund von Störungen der Reparatur kann zu schweren bösartigen Tumoren und anderen Anomalien des Organismus führen. Nun bestimmte Krankheiten Fehlfunktion verursacht identifiziert durch ist DNA-Reparatursystemen. Dies sind zum Beispiel Krankheiten wie Cockayne – Syndrom, Xeroderma, ohne Polyposis Darmkrebs, Trichothiodystrophie und einige Krebsarten.