Меню
Главная
Авторизация/Регистрация
 
Главная arrow Медицина arrow Генетика человека с основами медицинской генетики

7.6. Факторы мутагенеза

Процесс восстановления структуры ДНК после мутаций называется репарацией (рис. 7.2). Выделяют три основных механизма репарации: фоторсактивация, эксцизионная, по- стрспликативная. Восстановление структуры ДНК обеспечивается целым рядом ферментов.

Основные механизмы репарации ДНК

Рис. 7.2. Основные механизмы репарации ДНК:

  • 1 — фотореактивация; 2 — эксцизионная репарация;
  • 3 — пострепликативная репарация

Примером одной из летальных мутаций, приводящих к гибели клетки, является образование «тиминовых димеров». Они часто формируются под воздействием ультрафиолетового облучения. При этом разрываются водородные связи между тимином и аденином комплементарных цепочек ДНК. Если тиминовые нуклеотиды расположены рядом друг с другом на одной нити ДНК, то они могут образовать водородные связи между собой. Подобная мутация делает невозможной репликацию ДНК.

Фотореактивация происходит с участием видимого света. Специальный фотореактивируюший фермент под влиянием световых лучей разрывает связи в тиминовых димерах и восстанавливает структуру ДНК.

Эксцизионная репарация нс требует света. Принцип этого процесса заключается в вырезании (эксцизии) измененного участка нити ДНК. Удаляется также и часть рядом расположенных нуклеотидов. По матрице сохранившейся неповрежденной нити ДНК восстанавливается нормальная последовательность нуклеотидов. Подобный механизм репарации обеспечивается целой группой специальных ферментов.

Пострепликативная репарация возможна в тех случаях, когда структура ДНК нс восстанавливается каким-либо другим способом. Если начинается репликация измененного участка ДНК, то образуется только одна нормальная дочерняя ДНК с неповрежденной нитью. Другая молекула ДНК будет иметь разрыв, соответствующий месту мутации. Тогда новая нормальная цепочка ДНК может послужить матрицей для закрытия «бреши» в другой молекуле по правилу комплементарное™.

Дефекты функции ферментов репарации ДНК приводят к повышению вероятности мутаций в клетках. В настоящее время установлено несколько патологических состояний у человека, причиной которых являются нарушения механизмов репарации. Например, пигментная кссродсрма, атаксия-те- леангиоэктазия Луи-Бар, анемия Фанкони и т. д. Они наследуются аутосомно-рсцессивно, хотя при всех этих патологических состояниях у больных обнаруживается множество изменений хромосом: пробелы, разрывы, фрагменты без центромеры и т. д.

Несмотря на то что эти заболевания характеризуются специфическими клиническими признаками, они имеют и определенные общие проявления. Так, у больных обычно обнаруживается поражение кожи, поскольку она первая сталкивается с мутагенными факторами (особенно ультрафиолетовым облучением).

При пигментной кссродерме изменения кожных покровов являются ведущими в клинической картине. Причиной этого заболевания является дефект ферментов эксцизионной и по- стрспликативной репарации. У больных на свободной от одежды коже под действием УФ-облучения появляются участки атрофии, гиперпигментации, разрастания кровеносных сосудов и т. д. Затем происходит злокачественное перерождение тканей, формируются раковые опухоли, особенно губ и конъюнктивы глаз.

Болезни репарации часто сопровождаются поражением нервной системы и недостаточностью иммунитета. Например, при синдроме Луи-Бар обнаруживаются нарушение координации движения, разрастание сосудов кожи и конъюнктивы и недостаточность IgA, приводящая к хроническим инфекционным процессам. Нарушение механизмов репарации значительно увеличивает вероятность возникновения злокачественных новообразований у больных. При этом возможно перерождение клеток любых тканей, формируются онкозаболевания.

В 50-х годах XX века был открыт новый класс соединений — антимутагены, которые были разделены на две группы в зависимости от места действия: внутриклеточные — защищают нуклеофильные участки ДНК, улавливают кислородные радикалы, ускоряют переход мутагенов в клетки, нс являющиеся мишенями, индуцируют механизмы детоксикации, увеличивают точность репликации, повышают эффективность репарации; внеклеточные — препятствуют проникновению в организм или ускоряют выведение из организма мутагенов, изменяют внутрикишечную флору, тормозят или предотвращают реакции нитрозирования, поддерживают определенный уровень pH в жидкостях тела.

Антимутагенными свойствами обладают более 25 видов превенторов, содержащихся в пищевых продуктах, — витамины, микроэлементы, флавоноиды, растительные и жирные кислоты, каротиноиды и др.

Контрольные вопросы и задания

  • 1. Дайте определение термину «изменчивость».
  • 2. Приведите примеры индивидуальной изменчивости у человека.
  • 3. В чем принципиальное различие между фенотипической и генотипической изменчивостью?
  • 4. Объясните термин «фенокопирование».
  • 5. Дайте определение термину «мутация».
  • 6. Существует ли принципиальное различие между спонтанным и индуцированным мутагенезом?
  • 7. Приведите примеры физических, химических и биологических мутагенов.
  • 8. Что представляют собой генные мутации? Дайте определение геномным мутациям.
  • 9. Приведите примеры геномных мутаций у человека.
  • 10. Дайте определение хромосомным мутациям.
  • 11. Приведите примеры хромосомных мутаций.
  • 12. Какие механизмы лежат в основе геномных мутаций? Перечислите основные механизмы, обусловливающие комбинативную изменчивость.
 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ ОРИГИНАЛ   След >
 

Популярные страницы