142. Каким образом клетка излечивается от повреждений, вызванных УФ излучением?

При УФ излучении в клетках происходит локальная денатурация ДНК в результате образования димеров тимина, расположенных на одной и той же нити. Объектом действия большинства репарационных систем являются именно эти нарушения структуры ДНК. Выделены три основных механизма репарации ДНК: фотореактивация, эксцизионная и пострепликативная репарация. Последние два типа относятся к так называемой темновой репарации.

Фото реактивация заключается в уменьшении повреждающего действия УФ излучения на живые клетки при последующем воздействии на них ярким видимым светом. При этом наблюдается мономеризация димеров тимина.

Фотореактивация осуществляется ферментом дезоксирибопиримидинфотолиазой, которая в темноте образует комплекс с димером, а на свету этот комплекс распадается и происходит мономеризация димеров. Репарироваться по типу фотореактивации могут до 90% УФ-повреждений.

Эксцизионная репарация связана с удалением поврежденного участка ДНК и представляет собой многоэтапный процесс, состоящий из узнавания димера, надрезания моноспирали ДНК вблизи димера, удаления димера (эксцизии), ресинтеза ДНК, восстановления непрерывности репарируемой цепи. За узнавание димера и инцизию ответственна особая УФ-эндонуклеаза. Эксцизия контролируется УФ-экзонуклеазой. Ресинтез ДНК контролируется ДНК-полимеразой I и ДНК-полимеразой II. Репаративный синтез осуществляется по неполуконсервативному способу. Последний этап репарации - восстановление цепи контролируется лигазой.

Нарушения процессов репарации ДНК обнаружены, в частности, у человека. Известна такая болезнь, как пигментная ксеродерма, характеризующаяся повышенной чувствительностью к солнечному свету, приводящая к развитию рака кожи. Повышение чувствительности кожи связано с отсутствием активности УФ-эндонуклеазы. Пострепликативная репарация наблюдается в случае, если организм не способен выщеплять димеры. В таких мутантных клетках редупликация ДНК происходит медленно, ДНК синтезируется с однонитевыми разрывами, равными по длине димерам. Впоследствии эти бреши заполняются. Однако при наличии rec-мутации этого не происходит, в таком случае пострепликативная репарация называется рекомбинационной.