Словарь научных терминов
Репарация

РЕПАРАЦИЯ (от позднелат. reparatio-восстановление), свойственное всем клеткам живых организмов восстановление первоначальной (нативной) структуры ДНК в случае ее нарушения.

Повреждение структуры ДНК может привести к блокированию репликации ДНК (летальный исход) или к мутации. Дефекты структуры ДНК возникают в результате воздействия на нее разл. хим. агентов или физ. факторов (индуцир. повреждения), а также из-за ошибок при синтезе новых цепей ДНК (спонтанные повреждения).

В процессе эволюции живые организмы выработали разнообразные способы Р. При реверсии поврежденное звено ДНК восстанавливается в результате обратной р-ции, к-рая активируется специфич. ферментами. Примеры реверсий ДНК-фотореактивация (фоторепарация) и деалкилиро-вание остатка гуанина в положении О6. В первом случае фермент дезоксирибопиримидинфотолиаза, активируемый солнечным светом (l 300-400 нм), превращает циклобута-новые пиримидиновые димеры (см. Пиримидиноеые основания), образующиеся в ДНК при воздействии УФ излучения, вновь в мономеры. Реверсию О6-метилгуанина осуществляет фермент О6-метилгуанин-ДНК-метилтрансфераза (Ada-белок). Фермент репарирует О6-метилгуанин (а также О4-метилтимин) путем прямого переноса группы СН3 на цисте-иновый остаток фермента.

При эксцизионной Р. происходит замена поврежденного участка двойной спирали ДНК на нативный в результате сложного многостадийного процесса, в к-ром участвует неск. ферментов. Как правило, первый этап состоит в вырезании поврежденного пуринового или пиримидинового основания из молекулы ДНК благодаря ферментативному гидролизу N-гликозидной связи. В ДНК образуются апури-новые или апиримидиновые сайты (участки)-т. наз. АП-сайты. На втором этапе в результате действия АП-эндо-нуклеаз происходит разрыв фосфодиэфирной связи в ДНК с 3'-стороны (АП-эндонуклеазы I класса) или с 5'-стороны (АП-эндонуклеазы II класса) от АП-сайта. Третий этап-вырезание АП-сайта из ДНК. Он может осуществляться двумя способами. В первом случае выщепление и заполнение бреши осуществляется одним и тем же ферментом-ДНК-полимеразой I или ДНК-полимеразой II. Во втором варианте вырезание АП-сайта катализируют экзонуклеазы типа 5' : 3' (разрыв цепи ДНК происходит с образованием на концах 3'-ОН и 5'-фосфата); заполнение же бреши в результате ресинтеза ДНК осуществляется ДНК-полимера-зами (см. также Полидезокеирибонуклеотид-синтетазы и Рибонуклеазы). Последний этап эксцизионной Р.-"сшивание" однонитевого разрыва, восстанавливающее целостность цепочки макромолекулы ДНК, осуществляется с помощью фермента ДНК-лигазы.

При рекомбинационной Р. происходит замещение поврежденного участка одной из нитей двойной спирали ДНК на неповрежденный в результате обмена нитями между гомологичными хромосомами как при рекомбинации гене-тической. Подобным образом репарируются сложные де-фекты структуры ДНК, затрагивающие обе нити макромолекулы в области одного и того же сайта, напр. сшивка между нитями или двойные (двунитевые) разрывы. Особый случай рекомбинационной Р.-т. наз. пострепликативная Р., при к-рой поврежденная ДНК (дефекты затрагивают лишь одиночные нити) реплицируется, однако во вновь синтезир. нитях образуются бреши (т. к. дефекты блокируют реплика-рию). Заполнение брешей происходит в результате реком-бинац. обмена нитями ДНК из неповрежденных областей сестринских ДНК. Ряд ферментов (напр., ДНК-полимеразы и ДНК-лигаза), участвующих в рекомбинац. постреплика-тивной Р., одновременно способны участвовать и в эксци-зионной Р. Однако имеются и специфич. ферменты рекомбинации, осв. задача к-рых способствовать переносу нитей ДНК между гомологичными двутяжевыми участками макромолекул. У бактерии кишечной палочка Escherichia coli (E. coli) подобную роль выполняет белок RecA (мол. м. ок. 39 тыс.).

Система коррекции ошибок репликации-важный механизм Р., определяющий частоту спонтанного мутагенеза. В результате ошибок при действии ДНК-полимеразы (а также при рекомбинации) во вновь синтезир. нитях ДНК появляются некомплементарные остатки нуклеозидов: вместо канонич. пар G-C и А-Т в ДНК появляются пары G-G, А-А, А-С, G-T (G, A, C и Т-соотв. остатки гуанози-на, аденозина, цитидина и тимидина) и др., локально искажающие двойную спираль макромолекулы. Т.к. подобный локальный дефект симметричен по отношению к обеим нитям, то возникает дополнит. сложность-необходимо не просто убрать из ДНК подобный дефект, а вырезать "неправильный" нуклеозид из вновь синтезир. нити, оставляя исходную (родительскую) нить интактной. У бактерии Е. coli отличие вновь синтезир. нити от родительской нити определяется спец. сигналами-метилир. адениловыми остатками в последовательностях GATC (катализирует метилирование фермент ifom-метилаза). Именно в этой нити-с 5'-стороны от GATC-последовательности специфич. эн-донуклеаза MutH осуществляет разрыв фосфодиэфирной связи. Др. специфич. белки (MutS и MutL) "узнают" дефект, вырезают нуклеозид и помогают раскручивать двойную спираль ДНК. Заключит. этапы Р. (заполнение бреши с помощью ресинтеза и зашивание однонитевого разрыва) проводятся ДНК-полимеразой и ДНК-лигазой. Система коррекции ошибок позволяет понизить частоту спонтанного фона мутаций в 100 тыс. раз.

Особое место среди клеточных репарирующих систем занимает "ошибочная" Р. У бактерии Е. coli ферменты этой системы синтезируются только в ответ на действие на клетку ДНК-повреждающих агентов, напр. УФ излучения. Поэтому эту систему Р. называют иногда SOS-системой. Осн. задача такой системы-модифицировать ДНК-поли-меразу и поврежденный участок ДНК таким образом, чтобы не блокировалось действие ДНК-полимеразы. У Е. coli это достигается в результате совместного действия на ДНК и комплекс ДНК-ДНК-полимераза в области дефекта ферментов RecA и UmuCD. Система SOS-P. играет важную роль, т. к. благодаря ей появляется возможность сохранить генетическую информацию при попадании организмов в условия, при к-рых значительно повышается частота мутаций.

Системы Р. являются осн. факторами, определяющими нормальное функционирование клеточной ДНК и генетич. стабильность клетки в целом. Известен в настоящее время ряд наследств. заболеваний человека, связанных с нарушением репарац. систем, напр. пигментная ксеродерма, атак-сия-телеангиэктазия и прогерия.

Лит.: Жестяников В. Д., Репарация ДНК и ее биологическое значение, Л., 1979; Конев С. В., Волотовский И.Д., Фотобиология, 2 изд., Минск, 1979; Томилин Н. В., Генетическая стабильность клетки, Л., 1983; Friedberg E.C., DNA repair, N.Y., 1985; Molecular biology of DNA repair, eds. by A. Collins, R. Johnson, J. Boyle; "J. Cell. Sci.", Suppl., 1987, v. 6; Friedberg E.C., "Microbiol. Rev.", .1988, v. 52, № i, r. 70-102. Г.Б. Завильгельский.


Радзишевского реакция Радиационная защита Радиационная полимеризация Радиационная стойкость Радиационная химия Радий Радикалов теория Радикалы свободные Радикальная полимеризация Радикальные пары Радикальные реакции Радиоактивационный анализ Радиоактивность Радиоактивные отходы Радиоактивные ряды Радиография Радиозащитные средства Радиолиз Радиометрия Радионуклиды Радиопоглощающие и радиопрозрачные материалы Радиопрозрачные материалы Радиоспектроскопия Радиохимическая чистота Радиохимия Радиоэкология Радон Раймера-тимана реакция Райссерта реакция Ракетные топлива Рамановская спектроскопия Рамберга-бэклунда реакция Рамноза Рапсовое масло Расклинивающее давление Распиливание Расплавы Рассеянные элементы Растворение Растворимость Растворители Растворы Растворы неэлектролитов Растворы полимеров Растворы электролитов Растительные масла Расходомеры Расщепление рацематов Раффиноза Рацематы Рацемизация Рашига реакции Рвотные средства Реагенты органические Реадиновые алкалоиды Реактивные топлива Реактивы химические Реактопласты Реакторы химические Реакции в растворах Реакции в твердых телах Реакции химические Реакционная способность Реакционная хроматография Ребиндера эффект Регуляторные белки Регуляторы роста растений Регуляторы ферментов Редкие элементы Редкоземельные элементы Редокс-иониты Редукторные масла Резерпин Резина Резиновая смесь Резиновые клей Резольные смолы Резонанса теория Резонансное взаимодействие Резорцин Рекомбинация Рекомбинация генетическая Ректификация Релаксационные методы Релаксация Ремантадин Рений Ренийорганические соединения Ренин Рения оксиды Рентгеновская спектроскопия Рентгенография Реология Репарация Репелленты Репликация Реппе реакции Репрография Рестриктазы Ретаболил Ретроионилиденовая перегруппировка Ретросинтетический анализ Реформатского реакция Рефрактометрия Рефракция молярная Рецепторные белки Рибоза Рибонуклеазы Рибонуклеиновые кислоты Рибонуклеозид-дифосфат-редуктазы Рибосома Рибофлавин Риттера реакция Риформат Риформинг Рицин Рицинолевая кислота Робинсона-манниха реакция Робинсона-шепфа реакция Родамины Роданиды Роданины Родентициды Родий Родийорганические соединения Родионова реакция Родопсин Розенмунда реакция Розеноксйд Росы точка Ротаксаны Ротенон Роторные аппараты Ртути галогениды Ртути оксиды Ртути сульфиды Ртути халькогениды Ртуть Рубеановодородная кислота Рубидий Рубидия галогениды Руда Руле перегруппировка Рутений Рутил Рыжиковое масло Ряд напряжений
www.pravda.ru: Кредо либерала: "Крым вернуть и заплатить репарации"
03.06.2014
… несколько отдельных тезисов из выступления Зубова: "Своей авантюристической политикой Путин поссорил два до этого близких народа. Крым придётся вернуть и заплатить репарации"; "Обустройство России после неизбежного падения нынешнего режима придётся начинать с декоммунизации. С детоталитаризации сознания"; "Если новой киевской власти удастся быстро и относительно …
www.pravda.ru: Америка подчинила Европу в далеком 1919-м
19.12.2012
… всех буржуазий. Это и есть американская буржуазия. Поскольку американский капитал берет на себя задачу "объединить" Европу, "умиротворить" Европу, "научить" Европу, как справиться с вопросами репараций, возмещений за войну и проч… …
www.pravda.ru: Спасение Греции - в репарациях с Германии
11.09.2012
… Греции вполне серьезно обсуждает вопрос о взыскании репараций с Германии за нацистскую оккупацию во время Второй мировой войны. По подсчетам Минфина, Германия должна Греции 7,5 млрд евро. Правда, ранее озвучивались другие суммы — от 70 млрд до 162 млрд …
www.yoki.ru: Фашистский корабль превратят в плавучий костел
05.07.2006
… для молебнов и богослужений.Судно типа DTM - 219 использовалось в годы войны для перевозки танков и пехоты. В 1945 году оно было получено тогдашней Югославией в качестве репарации, передает Радио «Свобода». …
www.medpulse.ru: В питьевой воде нашли канцерогенный фактор
29.05.2006
… исследователи доказали, что мышьяк ингибирует починку (репарацию) ДНК, причем даже небольшое содержание мышьяка в питьевой воде может стать причиной раковых новообразований. Учёные считают, что питьевая вода должна …