ინფორმაცია

დნმ-ის შეკეთების ნაცვლად ჩანაცვლება

დნმ-ის შეკეთების ნაცვლად ჩანაცვლება


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

მე მსუბუქად ვკითხულობდი დაბერების დნმ-ის დაზიანების თეორიას. ამ თეორიიდან ერთ-ერთი მთავარი იდეა, რომელიც მე მივიღე, არის ის, რომ ჩვენს დნმ-ში დაზიანების დაგროვება არის ერთ-ერთი ყველაზე დიდი მიზეზი იმისა, თუ რატომ ვბერდებით, რაც საკმაოდ ინტუიციურია არაბიოლოგიისთვის, როგორც მე. გარდა ამისა, ჩატარდა კვლევა დნმ-ის დაზიანების აღდგენის გზებზე და გზებზე, თუ როგორ შეუძლია ნანოტექნოლოგია დაეხმაროს დნმ-ის აღდგენას. ტექნიკური მხარე მე მიღმაა. ჩემი შეკითხვა არის

თუ დნმ-ის ზუსტი შეკეთება ასეთი რთული მექანიზმია სიცოცხლის განმავლობაში, მაშინ რატომ არ მოხდეს დნმ-ის კატაბოლიზაცია და მისი ახლით შეცვლა?

როგორც ჩანს, ადამიანის დნმ-ის სინთეზირება ძალიან შესაძლებელია (გთხოვთ, აცნობეთ ჩემს უცოდინრობას, თუ ვცდები. lol.) და ძალიან პერსპექტიული ჩანს ამის წაკითხვის შემდეგ: https://www.wired.com/story/live-forever-synthetic- ადამიანი-გენომი/.

რედაქტირება: კომენტარებში აღინიშნა, რომ ჩემი შეკითხვა ძალიან ფართოა, გთხოვთ მითხრათ როგორ დავაკონკრეტო, თუ ეთანხმებით, რომ ეს ასეა. მოხარული ვარ, რომ ვიღებ ტექნიკურ პასუხებს, რადგან ყოველთვის შემიძლია საფუძვლებზე გადახედვა.


როგორც ჩანს, ადამიანის დნმ-ის სინთეზირება ძალიან შესაძლებელია (გთხოვთ შეატყობინოთ ჩემს უცოდინრობას, თუ ვცდები. lol.) და ძალიან პერსპექტიული ჩანს ამის წაკითხვის შემდეგ: https://www.wired.com/story/live-forever-synthetic- ადამიანი-გენომი/.

რა თქმა უნდა, შესაძლებელია ადამიანის დნმ-ის სინთეზირება, მაგრამ სხვა საქმეა ფუნქციური ქრომოსომის შექმნა. სინამდვილეში, სტატიაში, რომელსაც თქვენ ბმულს აძლევთ, ისინი განიხილავენ კვლევით ძალისხმევას ადამიანის Y ქრომოსომის სინთეზისთვის. რამდენადაც შემიძლია გითხრათ, რომ მათ ეს ჯერ არ გაუკეთებიათ, ისინი უბრალოდ გვთავაზობენ ამის მცდელობას. ჯორჯ ჩერჩი ძალიან პატივცემული გენომიკოსია, მაგრამ სტატია ძალიან დაუდევარია იმის თაობაზე, თუ რას განასხვავებენ ისინი იფიქრე მათ შეუძლიათ გააკეთონ ის, რაც რეალურად გააკეთეს. იყო მუშაობა ადამიანის ხელოვნურ ქრომოსომებთან (HAC), მაგრამ ეს იყო სპეციალური დანიშნულების კონსტრუქციები, რომლებიც წარმატებით იმეორებენ და ყოფენ უჯრედებში, მაგრამ არ ამრავლებენ მთელ ბუნებრივ ქრომოსომას.

ადამიანის გენომის სინთეზირება მხოლოდ თერაპიული პროცესის დასაწყისი იქნება. შემდეგ თქვენ წინაშე დგახართ კითხვა, თუ როგორ უნდა მოათავსოთ სინთეზირებული გენომი მიმღების უჯრედებში. გენური თერაპიის ამჟამინდელი მიდგომები გულისხმობს ვირუსში ერთი "აღდგენილი" გენის ჩასმას და შემდეგ შესაბამისი ქსოვილის ამ ვირუსით ინფიცირებას. ეს არ აყენებს გენს სხეულის ყველა უჯრედში, მხოლოდ ვირუსით ინფიცირებულებში. ზოგიერთი მარტივი გენეტიკური დაავადებისთვის ეს საკმარისია დაავადების სიმპტომების შესამსუბუქებლად. თქვენ არ შეგიძლიათ მთელი ადამიანის გენომის ჩასმა ვირუსში.

ასევე შემოთავაზებულია ღეროვანი უჯრედების აღება რეციპიენტისგან, მათი შეცვლა გამოსწორებული გენით და ხელახლა ჩასმა დაავადებულ ქსოვილში. ისევ ეს გავლენას მოახდენს მხოლოდ ერთი ქსოვილის ნაწილზე და არა სხეულის ყველა უჯრედზე. ასევე ერთია ღეროვან უჯრედში მოკლე თანმიმდევრობის ჩასმა, მაგრამ არავინ იცის, შეძლებთ თუ არა შეცვალოთ ღეროვანი უჯრედის მთელი გენომი და კვლავ შეინარჩუნოთ იგი ღეროვან უჯრედად. ასევე, ეს იმუშავებს მხოლოდ ქსოვილებზე, რომლებიც ჯერ კიდევ აქტიურად იყოფა. ბევრმა მნიშვნელოვანმა ქსოვილმა (მაგალითად თავის ტვინში) შეწყვიტა გაყოფა ან მხოლოდ ნელა იყოფა მოზრდილებში.

გენური თერაპიაც კი, რომელიც მოიცავს ცალკეულ გენებს, დამტკიცებულია მხოლოდ რამდენიმე დაავადებაში. ის თითქმის მთლიანად ექსპერიმენტულია. რასაც თქვენ გვთავაზობთ ჯერ კიდევ ველური სპეკულაციის სფეროშია. სპეკულაცია შეიძლება იყოს შთამაგონებელი და კვლევითი პროგრამების მოტივაცია, მაგრამ ჯერ არ დაიწყოთ ქათმების დათვლა.


როდესაც უჯრედი იმეორებს თავის დნმ-ს, ის ამას აკეთებს გარემო სიგნალების საპასუხოდ, რომლებიც ეუბნებიან უჯრედს, რომ გაყოფის დროა. დნმ-ის რეპლიკაციის იდეალური მიზანია ორჯაჭვიანი დნმ-ის შაბლონის ორი იდენტური ასლის წარმოება და ამის გაკეთება იმ დროში, რომელიც არ წარმოადგენს ზედმეტად მაღალ ევოლუციურად შერჩევით ხარჯებს. ეს არის რთული ამოცანა, როდესაც ფიქრობთ, რომ არსებობს

6 500 000 000 ბაზის წყვილი ადამიანის გენომში და

4 500 000 ბაზის წყვილი ტიპიური გენომში E. coli შტამი და რომ ბუნებამ დაადგინა, რომ უჯრედები უნდა გამრავლდნენ 24 საათისა და 20 წუთის განმავლობაში, შესაბამისად. ორივე შემთხვევაში, ბევრი ინდივიდუალური ბიოქიმიური რეაქციაა საჭირო.

მიუხედავად იმისა, რომ იდეალურად რეპლიკაცია მოხდება სრულყოფილი ერთგულებით, დნმ-ის რეპლიკაცია, ისევე როგორც ყველა სხვა ბიოქიმიური პროცესი, არასრულყოფილია.

რომ არ არის სათანადოდ ბაზის-წყვილი. ბევრ ორგანიზმში, ბევრი შეცდომა, რომელიც ხდება დნმ-ის რეპლიკაციის დროს

დაუყოვნებლივ დნმ პოლიმერაზას მიერ, მექანიზმის მეშვეობით, რომელიც ცნობილია როგორც . In , დნმ პოლიმერაზა "კითხულობს" თითოეულ ახლად დამატებულ ფუძეს მცირე სტრუქტურული ანომალიების არსებობის ან არარსებობის შესწავლის გზით, სანამ მომდევნო ფუძეს დაამატებს მზარდ ძაფს. ამით,

თუ პოლიმერაზა აღმოაჩენს, რომ ახლად დამატებული ბაზა აქვს

შაბლონის ძაფში ფუძით სწორად, ის ამატებს შემდეგ ნუკლეოტიდს. თუ, თუმცა, არასწორი ნუკლეოტიდი

მზარდი პოლიმერისთვის არასწორი ფორმის ორმაგი სპირალი გამოიწვევს დნმ პოლიმერაზას შეჩერებას და ის გამოდევნის ახლად წარმოებულს.

პოლიმერიზაციის ადგილიდან.

დნმ-ის ჯაჭვი შევა ეგზონუკლეაზას ადგილზე. ამ ადგილას, დნმ პოლიმერაზას შეუძლია გაანადგუროს ბოლო რამდენიმე ნუკლეოტიდი

პოლიმერისკენ. მას შემდეგ, რაც პოლიმერაზა ამოიღებს არასწორ ნუკლეოტიდებს, დნმ-ის ჯაჭვი შეიძლება დაბრუნდეს პოლიმერიზაციის ადგილზე და ახალი ნუკლეოტიდები

ისევ. კორექტირების ამ შესაძლებლობას გააჩნია გარკვეული კომპრომისები: შეცდომის გამომსწორებელი/უფრო ზუსტი პოლიმერაზას გამოყენება მოითხოვს დროს (კომპლექტი არის რეპლიკაციის სიჩქარე) და ენერგია (ყოველთვის მნიშვნელოვანი ღირებულებაა გასათვალისწინებელი). რაც უფრო ნელა მიდიხართ, მით უფრო ზუსტი იქნებით. თუმცა, ძალიან ნელა სვლამ შეიძლება ხელი შეგიშალოთ ისეთივე სწრაფად გამეორებისგან, როგორც თქვენი კონკურენცია, ამიტომ ბალანსის გარკვევა მთავარია.

Ფიგურა 1. დნმ პოლიმერაზას მიერ კორექტირება ასწორებს შეცდომებს რეპლიკაციის დროს.


წყალმცენარე

Shutterstock

წყალმცენარე, დელიკატური ფოთლოვანი მწვანე, რომელიც სავარაუდოდ გინახავთ სუპერმარკეტში, მაგრამ ძალიან ერიდებით კალათაში ჩაგდებას, არის ჩვენი საუკეთესო სუპერპროდუქტი, რომელიც კარგი მიზეზის გამო სჯობს კომბოსტოს. კვლევაში, რომელიც გამოქვეყნდა კლინიკური კვების ამერიკული ჟურნალიმკვლევარებმა შენიშნეს, რომ მონაწილეებმა აჩვენეს ბაზალური და ოქსიდაციური დნმ-ის დაზიანების მნიშვნელოვანი შემცირება, ისევე როგორც კიბოს განვითარების რისკი, მას შემდეგ, რაც მათ დიეტის შეავსეს დღეში მხოლოდ ¾ ჭიქა ნედლი წყალმცენარეებით. უფრო მეტიც, სასარგებლო ცვლილებები უფრო ხშირი იყო იმ მონაწილეებში, რომლებიც მწევდნენ.


14.6 დნმ შეკეთება

ამ განყოფილების დასასრულს თქვენ შეძლებთ გააკეთოთ შემდეგი:

დნმ-ის რეპლიკაცია ძალიან ზუსტი პროცესია, მაგრამ ზოგჯერ შეიძლება მოხდეს შეცდომები, როგორიცაა დნმ პოლიმერაზას არასწორი ბაზის ჩასმა. გამოუსწორებელმა შეცდომებმა შეიძლება ზოგჯერ გამოიწვიოს სერიოზული შედეგები, როგორიცაა კიბო. შეკეთების მექანიზმები ასწორებს შეცდომებს. იშვიათ შემთხვევებში, შეცდომები არ გამოსწორდება, რაც იწვევს მუტაციებს სხვა შემთხვევებში, აღმდგენი ფერმენტები თავად არის მუტაციური ან დეფექტური.

დნმ-ის რეპლიკაციის დროს დაშვებული შეცდომების უმეტესობა სწრაფად გამოსწორებულია თავად დნმ პოლიმერაზას კორექტირების უნარით. (სურათი 14.17). კორექტირებისას, დნმ pol კითხულობს ახლად დამატებულ ფუძეს, სანამ დაამატებს შემდეგს, ასე რომ, შესაძლებელია შესწორება. პოლიმერაზა ამოწმებს, არის თუ არა ახლად დამატებული ბაზა სწორად დაწყვილებული შაბლონის ძაფში არსებულ ფუძესთან. თუ ეს არის სწორი ბაზა, ემატება შემდეგი ნუკლეოტიდი. თუ არასწორი ბაზა დაემატა, ფერმენტი წყვეტს ფოსფოდიესტერულ კავშირს და ათავისუფლებს არასწორ ნუკლეოტიდს. ეს ხორციელდება დნმ pol-ის 3' ეგზონუკლეაზური მოქმედებით. მას შემდეგ, რაც არასწორი ნუკლეოტიდი მოიხსნება, ის შეიძლება შეიცვალოს სწორით.

ზოგიერთი შეცდომა არ სწორდება რეპლიკაციის დროს, მაგრამ სანაცვლოდ სწორდება რეპლიკაციის დასრულების შემდეგ, ამ ტიპის შეკეთება ცნობილია როგორც შეუსაბამობის შეკეთება (სურათი 14.18). სპეციფიური სარემონტო ფერმენტები ცნობენ არასწორად დაზიანებულ ნუკლეოტიდს და ამოკვეთილი ნაწილის ნაწილი, რომელიც შეიცავს მას, შემდეგ ხდება ამოკვეთილი რეგიონის ხელახალი სინთეზი. თუ შეუსაბამობა დარჩება გამოუსწორებელი, ამან შეიძლება გამოიწვიოს უფრო მუდმივი დაზიანება შეუსაბამო დნმ-ის რეპლიკაციისას. როგორ ცნობენ შეუსაბამობის აღმდგენი ფერმენტები, რომელია ამ ორი ფუძიდან არასწორი? In E. coliრეპლიკაციის შემდეგ, აზოტოვანი ფუძე ადენინი იძენს მეთილის ჯგუფს, მშობლის დნმ-ის ჯაჭვს ექნება მეთილის ჯგუფები, ხოლო ახლად სინთეზირებულ ჯაჭვს აკლია ისინი. ამრიგად, დნმ პოლიმერაზას შეუძლია ამოიღოს არასწორად შეყვანილი ბაზები ახლად სინთეზირებული, არამეთილირებული ჯაჭვიდან. ევკარიოტებში, მექანიზმი კარგად არ არის გასაგები, მაგრამ ითვლება, რომ იგი მოიცავს ახალ ძაფში დალუქული ნიკების ამოცნობას, ისევე როგორც ზოგიერთი რეპლიკაციის ცილების მოკლევადიანი მუდმივი ასოციაციას ახალ შვილობილი ჯაჭვთან რეპლიკაციის დასრულების შემდეგ. .

სარემონტო მექანიზმის კიდევ ერთი ტიპი, ნუკლეოტიდის ამოკვეთის შეკეთება, მსგავსია შეუსაბამობის შეკეთების, გარდა იმისა, რომ იგი გამოიყენება დაზიანებული ფუძის მოსაშორებლად და არა შეუსაბამო ბაზების მოსაშორებლად. აღდგენითი ფერმენტები ცვლის არანორმალურ ფუძეებს დაზიანებული ფუძის ორივე 3' და 5' ბოლოებზე (სურათი 14.19). დნმ-ის სეგმენტი ამოღებულია და ჩანაცვლებულია სწორად დაწყვილებული ნუკლეოტიდებით დნმ pol-ის მოქმედებით. ბაზების შევსების შემდეგ, დარჩენილი უფსკრული დალუქულია დნმ ლიგაზას მიერ კატალიზებული ფოსფოდიესტერის კავშირით. აღდგენის ეს მექანიზმი ხშირად გამოიყენება, როდესაც ულტრაიისფერი სხივების ზემოქმედება იწვევს პირიმიდინის დიმერების წარმოქმნას.

შეცდომების არ გამოსწორების კარგად შესწავლილი მაგალითი ჩანს ქსეროდერმიის პიგმენტოზით დაავადებულ ადამიანებში (სურათი 14.20). დაზარალებულ ადამიანებს აქვთ კანი, რომელიც ძალიან მგრძნობიარეა მზის ულტრაიისფერი სხივების მიმართ. როდესაც ინდივიდები ექვემდებარებიან ულტრაიისფერი სხივების ზემოქმედებას, წარმოიქმნება პირიმიდინის დიმერები, განსაკუთრებით თიმინის დიმერები, ქსეროდერმა პიგმენტოზას მქონე ადამიანებს არ შეუძლიათ დაზიანების გამოსწორება. ისინი არ გამოსწორდება ნუკლეოტიდის ამოკვეთის აღდგენის ფერმენტების დეფექტის გამო, მაშინ როცა ნორმალურ ადამიანებში თიმინის დიმერები ამოიჭრება და დეფექტი გამოსწორებულია. თიმინის დიმერები ამახინჯებენ დნმ-ის ორმაგი სპირალის სტრუქტურას და ამან შეიძლება გამოიწვიოს პრობლემები დნმ-ის რეპლიკაციის დროს. ქსეროდერმა პიგმენტოზას მქონე ადამიანებს შეიძლება ჰქონდეთ კანის კიბოთი დაავადების უფრო მაღალი რისკი, ვიდრე მათ, ვისაც ეს მდგომარეობა არ აქვს.

დნმ-ის რეპლიკაციის დროს შეცდომები არ არის ერთადერთი მიზეზი, რის გამოც დნმ-ში მუტაციები წარმოიქმნება. მუტაციები, ვარიაციები გენომის ნუკლეოტიდურ თანმიმდევრობაში, ასევე შეიძლება მოხდეს დნმ-ის დაზიანების გამო. ასეთი მუტაციები შეიძლება იყოს ორი სახის: ინდუცირებული ან სპონტანური. ინდუცირებული მუტაციები არის მუტაციები, რომლებიც წარმოიქმნება ქიმიკატების, ულტრაიისფერი სხივების, რენტგენის ან სხვა გარემოს აგენტების ზემოქმედების შედეგად. სპონტანური მუტაციები ხდება გარემოს ნებისმიერი აგენტის ზემოქმედების გარეშე, ისინი ორგანიზმში მიმდინარე ბუნებრივი რეაქციების შედეგია.

მუტაციებს შეიძლება ჰქონდეს ეფექტების ფართო სპექტრი. წერტილოვანი მუტაციები არის ის მუტაციები, რომლებიც გავლენას ახდენენ ერთი ბაზის წყვილზე. ყველაზე გავრცელებული ნუკლეოტიდური მუტაციებია ჩანაცვლებები, რომლებშიც ერთი ბაზა იცვლება მეორეთი. ეს ჩანაცვლება შეიძლება იყოს ორი ტიპის, გადასვლები ან ტრანსვერსიები. გარდამავალი ჩანაცვლება ეხება პურინის ან პირიმიდინის შეცვლას იმავე ტიპის ფუძით, მაგალითად, პურინი, როგორიცაა ადენინი, შეიძლება შეიცვალოს პურინის გუანინით. ტრანსვერსიის ჩანაცვლება გულისხმობს პურინის შეცვლას პირიმიდინით, ან პირიქით, მაგალითად, ციტოზინი, პირიმიდინი, იცვლება ადენინით, პურინით. ზოგიერთი წერტილის მუტაციები არ არის გამოხატული, ისინი ცნობილია როგორც მდუმარე მუტაციები. ჩუმი მუტაციები ჩვეულებრივ გამოწვეულია კოდონის მესამე ფუძის ჩანაცვლებით, რომელიც ხშირად წარმოადგენს იგივე ამინომჟავას, როგორც ორიგინალური კოდონი. სხვა წერტილოვანი მუტაციები შეიძლება გამოიწვიოს ერთი ამინომჟავის მეორეთი ჩანაცვლება, რამაც შეიძლება შეცვალოს ცილის ფუნქცია. წერტილოვანი მუტაციები, რომლებიც წარმოქმნიან სტოპ კოდონს, შეუძლიათ ცილის ადრეული შეწყვეტა.

ზოგიერთმა მუტაციამ შეიძლება გამოიწვიოს იგივე კოდონის ასლების რაოდენობის გაზრდა. მათ უწოდებენ ტრინუკლეოტიდის განმეორებით გაფართოებას და იწვევს იმავე ამინომჟავის განმეორებით რეგიონებს. მუტაციები ასევე შეიძლება იყოს ბაზის დამატების შედეგი, რომელიც ცნობილია როგორც ჩასმა, ან ბაზის მოცილება, რომელიც ასევე ცნობილია როგორც წაშლა. თუ ჩასმა ან წაშლა იწვევს მთარგმნელობითი კითხვის ჩარჩოს ცვლილებას (ჩარჩოში გადასვლის მუტაცია), შედეგად მიღებული ცილა, როგორც წესი, არაფუნქციონალურია. ზოგჯერ დნმ-ის ნაწილი ერთი ქრომოსომიდან შეიძლება გადავიდეს სხვა ქრომოსომაში ან იმავე ქრომოსომის სხვა რეგიონში, რასაც ასევე უწოდებენ ტრანსლოკაციას. მუტაციის ეს ტიპები ნაჩვენებია სურათზე 14.21.

ვიზუალური კავშირი

ჩარჩოში გადასვლის მუტაცია, რომელიც იწვევს სამი ნუკლეოტიდის შეყვანას, ხშირად ნაკლებად მავნეა, ვიდრე მუტაცია, რომელიც იწვევს ერთი ნუკლეოტიდის შეყვანას. რატომ?

ცნობილია, რომ აღდგენითი გენების მუტაციები იწვევს კიბოს. მრავალი მუტაციური აღმდგენი გენი ჩართულია პანკრეასის კიბოს, მსხვილი ნაწლავის კიბოს და კოლორექტალური კიბოს გარკვეულ ფორმებში. მუტაციებმა შეიძლება გავლენა მოახდინოს როგორც სომატურ უჯრედებზე, ასევე ჩანასახოვან უჯრედებზე. თუ სომატურ უჯრედში ბევრი მუტაცია გროვდება, მათ შეიძლება გამოიწვიოს ისეთი პრობლემები, როგორიცაა უჯრედების უკონტროლო დაყოფა, რომელიც შეინიშნება კიბოს დროს. თუ მუტაცია მოხდა ჩანასახოვან უჯრედებში, მუტაცია გადაეცემა შემდეგ თაობას, როგორც ჰემოფილიის და ქსეროდერმის პიგმენტოზის შემთხვევაში.

როგორც Amazon Associate ჩვენ შემოსავალს ვიღებთ კვალიფიცირებული შესყიდვებიდან.

გსურთ ამ წიგნის ციტირება, გაზიარება ან შეცვლა? ეს წიგნი არის Creative Commons Attribution License 4.0 და თქვენ უნდა მიაკუთვნოთ OpenStax.

    თუ ამ წიგნის მთელ ან ნაწილს ხელახლა ავრცელებთ ბეჭდურ ფორმატში, მაშინ თითოეულ ფიზიკურ გვერდზე უნდა შეიტანოთ შემდეგი ატრიბუტი:

  • გამოიყენეთ ქვემოთ მოცემული ინფორმაცია ციტატის შესაქმნელად. ჩვენ გირჩევთ გამოიყენოთ ციტირების ინსტრუმენტი, როგორიცაა ეს.
    • ავტორები: მერი ენ კლარკი, მეთიუ დუგლასი, იუნგ ჩოი
    • გამომცემელი/ვებგვერდი: OpenStax
    • წიგნის სათაური: ბიოლოგია 2ე
    • გამოქვეყნების თარიღი: 28 მარტი, 2018 წ
    • ადგილმდებარეობა: ჰიუსტონი, ტეხასი
    • წიგნის URL: https://openstax.org/books/biology-2e/pages/1-introduction
    • განყოფილების URL: https://openstax.org/books/biology-2e/pages/14-6-dna-repair

    © 2021 წლის 7 იანვარი OpenStax. OpenStax-ის მიერ წარმოებული სახელმძღვანელოს შინაარსი ლიცენზირებულია Creative Commons Attribution License 4.0 ლიცენზიით. OpenStax-ის სახელი, OpenStax ლოგო, OpenStax წიგნების ყდები, OpenStax CNX სახელი და OpenStax CNX ლოგო არ ექვემდებარება Creative Commons-ის ლიცენზიას და დაუშვებელია მისი რეპროდუცირება რაისის უნივერსიტეტის წინასწარი და გამოხატული წერილობითი თანხმობის გარეშე.


    ხელოვნების კავშირი

    მუტაციებმა შეიძლება გამოიწვიოს ცვლილებები დნმ-ის მიერ დაშიფრული ცილების თანმიმდევრობაში.

    ჩარჩოში გადასვლის მუტაცია, რომელიც იწვევს სამი ნუკლეოტიდის შეყვანას, ხშირად ნაკლებად მავნეა, ვიდრე მუტაცია, რომელიც იწვევს ერთი ნუკლეოტიდის შეყვანას. რატომ?

    ცნობილია, რომ აღდგენითი გენების მუტაციები იწვევს კიბოს. მრავალი მუტაციური აღმდგენი გენი ჩართულია პანკრეასის კიბოს, მსხვილი ნაწლავის კიბოს და კოლორექტალური კიბოს გარკვეულ ფორმებში. მუტაციებმა შეიძლება გავლენა მოახდინოს როგორც სომატურ უჯრედებზე, ასევე ჩანასახოვან უჯრედებზე. თუ სომატურ უჯრედში ბევრი მუტაცია გროვდება, მათ შეიძლება გამოიწვიოს ისეთი პრობლემები, როგორიცაა უჯრედების უკონტროლო დაყოფა, რომელიც შეინიშნება კიბოს დროს. თუ მუტაცია მოხდა ჩანასახოვან უჯრედებში, მუტაცია გადაეცემა შემდეგ თაობას, როგორც ჰემოფილიის და ქსეროდერმის პიგმენტოზის შემთხვევაში.


    როგორ აღადგენს ჩვენი უჯრედები დაზიანებულ დნმ-ს

    ახალი კვლევა აჩვენებს, რომ ზოგიერთი ადრე შეუმჩნეველი მოლეკულა სხეულის უჯრედებში მნიშვნელოვან როლს ასრულებს დაზიანებული დნმ-ის აღდგენაში.

    უგულებელყოფილი მოლეკულას ჰისტონი 1 (H1) ჰქვია და აქამდე ძირითადად აღწერილია, როგორც მოლეკულა, რომელიც ეხმარება უჯრედებში დნმ-ის ორგანიზებას. მაგრამ ახალი კვლევა ვარაუდობს, რომ H1 ასევე მნიშვნელოვან როლს ასრულებს დნმ-ის შეკეთებაში.

    ახალმა აღმოჩენამ, ახალი შედეგების მიღმა მყოფი მეცნიერების აზრით, შეიძლება მიგვიყვანოს უკეთ გავიგოთ, თუ როგორ ვითარდება კიბო პირველ რიგში.

    "კიბო ხასიათდება როგორც დაავადება, რომელიც იწვევს დნმ-ის დაზიანებას. ამიტომ H1 აშკარად თამაშობს მნიშვნელოვან როლს კიბოსგან თავდაცვაში, რადგან ის გადამწყვეტია აღდგენითი ცილების შეგროვებაში, რომლებიც აღადგენს ამ დაზიანებას,“ ამბობს თანაავტორი პროფესორი ნილს მაილენდი კოპენჰაგენის უნივერსიტეტის პროტეინის კვლევის Novo Nordisk ფონდის ცენტრიდან. დანია.

    &ldquoრომ H1 თამაშობს ისეთ ცენტრალურ როლს ასეთ მნიშვნელოვან მექანიზმში, სრულიად ახალი ცოდნაა. ეს ასევე ნიშნავს, რომ სხვა მკვლევარები, ალბათ, დაიწყებენ გაცილებით მეტი ყურადღების მიქცევას H1-ზე”, - ამბობს ის.

    კოლეგა: საინტერესო შედეგები

    ასოცირებულმა პროფესორმა კლაუს სტორგარდ ს&ოსლაშრენსენმა, კოპენჰაგენის უნივერსიტეტის ბიოტექნოლოგიური კვლევისა და ინოვაციების ცენტრის მკვლევარი, წაიკითხა ახალი კვლევა და ამბობს, რომ შედეგები საინტერესოა.

    ის თავად არ მონაწილეობდა კვლევაში, მაგრამ აღფრთოვანებულია იმით, რომ მაილენდმა და კოლეგებმა აღმოაჩინეს H1-ის ფუნქცია, რომელიც აქამდე ასე ძნელი გასაგები იყო.

    Sørensen განსაკუთრებით აღფრთოვანებულია ახალი მექანიზმის აღმოჩენით, რომელიც არეგულირებს დნმ-ის აღდგენას და რომელიც მნიშვნელოვან ბიოლოგიურ როლს ასრულებს იმუნურ სისტემაში.

    "მე უნდა მეთქვა, რა არის, ჩემი აზრით, ყველაზე ამაღელვებელი აღმოჩენა, მაშინ ეს არის. მკვლევარებმა დიდი წვლილი შეიტანეს ჩვენს გაგებაში იმის შესახებ, თუ როგორ ხდება აღდგენითი პროტეინის 53BP1 რეკრუტირება დაზიანებული დნმ-ის უბნებში,&rdquo ამბობს Sørensen.

    &ldquoამავდროულად, 53BP1 არის [აჩვენა, რომ] ძალიან მნიშვნელოვანი ფაქტორი იმუნური სისტემისთვის. საინტერესო იქნება თუ არა რაიმე დიდი აღმოჩენა ამ მიმართულებით,” - ამბობს ის.

    დნმ ზიანდება 100000-ჯერ დღეში

    სხეულის ყველა უჯრედში დნმ ზიანდება 50000-დან 100000-ჯერ დღეში. ეს ხდება მაშინ, როდესაც დნმ-ის სამშენებლო ბლოკები იცვლება ან იცვლება, ან როდესაც დნმ-ის ერთი ან ორივე ჯაჭვი იშლება.

    როდესაც დაზიანება ხდება, უჯრედი აგზავნის სარემონტო ცილებს ადგილზე მის სწრაფად მოსაგვარებლად. თავის აღდგენის პროცესში ის შეიძლება განადგურდეს ან გადაკეთდეს კიბოს უჯრედად.

    მეცნიერებმა დიდი ხანია იცოდნენ, რომ ცილა ubiquitin მნიშვნელოვან როლს ასრულებს აღდგენითი ცილების შეგროვებაში. მაგრამ აქამდე მათ იცოდნენ, როგორ აღადგენდა უბიკვიტინს დაზიანებული დნმ ან როგორ რეგულირდებოდა სარემონტო სისტემა.

    ახალმა კვლევამ აჩვენა, რომ უბიკვიტინი ზის H1 მოლეკულაში, დაზიანებულ დნმ-თან ახლოს. საჭიროების შემთხვევაში, H1 ახლოს არის, რათა დაეხმაროს ცილების შეკეთებას პირდაპირ დაზიანებულ ადგილზე.

    "ადრე აჩვენეს, რომ უბიკვიტინი ზის ჰისტონებზე დაზიანებული დნმ-ის სიახლოვეს, მაგრამ ჩვენ ყოველთვის გვჯეროდა, რომ ეს იყო ოთხი ძირითადი ჰისტონიდან ერთ-ერთი, რომელიც მონაწილეობდა [დაზიანებული დნმ-ის აღდგენაში]", ამბობს მეილანდი.

    "ახლა, სრულიად გასაკვირი აღმოჩნდა, რომ უბიკვიტინი პირველად დეპონირდება დამატებით ჰისტონზე, H1", - ამბობს ის.

    მრავალი კვლევის spinoffs

    Mailand-ს შეუძლია ნახოს ახალი შედეგების ორი ძირითადი სპინოფი.

    პირველ რიგში, ახალი შედეგები თავსატეხის მნიშვნელოვანი ნაწილია, როდესაც საქმე ეხება უჯრედული მექანიზმების გაგებას, რომლებიც ხსნიან, თუ როგორ აღადგენს სხეული დაზიანებულ დნმ-ს და როგორ წარმოიქმნება კიბო. საბოლოოდ, ამან შეიძლება გამოიწვიოს პრევენციული მკურნალობა, რომელიც მიზნად ისახავს აღდგენის ამ პროცესს.

    მეორეც, H1-ს შეიძლება ჰქონდეს მრავალი სხვა ამოუცნობი ფუნქცია. სარემონტო ცილების მიღება პოტენციურად მხოლოდ ერთია მრავალიდან.

    "ვფიქრობ, აქ ბევრი რამ არის შესასწავლი. ეს ჰგავს კარის გაღებას ახალი ცოდნით სავსე აქამდე თითქმის უცნობი მიწისკენ,“ ამბობს მაილენდი.


    ბიოლოგია 171

    ამ განყოფილების დასასრულს თქვენ შეძლებთ გააკეთოთ შემდეგი:

    დნმ-ის რეპლიკაცია ძალიან ზუსტი პროცესია, მაგრამ ზოგჯერ შეიძლება მოხდეს შეცდომები, როგორიცაა დნმ პოლიმერაზას არასწორი ბაზის ჩასმა. გამოუსწორებელმა შეცდომებმა შეიძლება ზოგჯერ გამოიწვიოს სერიოზული შედეგები, როგორიცაა კიბო. შეკეთების მექანიზმები ასწორებს შეცდომებს. იშვიათ შემთხვევებში, შეცდომები არ გამოსწორდება, რაც იწვევს მუტაციებს სხვა შემთხვევებში, აღმდგენი ფერმენტები თავად არის მუტაციური ან დეფექტური.

    დნმ-ის რეპლიკაციის დროს დაშვებული შეცდომების უმეტესობა სწრაფად გამოსწორებულია თავად დნმ პოლიმერაზას კორექტირების უნარით. ((სურათი)). კორექტირებისას, დნმ pol კითხულობს ახლად დამატებულ ფუძეს, სანამ დაამატებს შემდეგს, ასე რომ, შესაძლებელია შესწორება. პოლიმერაზა ამოწმებს, არის თუ არა ახლად დამატებული ბაზა სწორად დაწყვილებული შაბლონის ძაფში არსებულ ფუძესთან. თუ ეს არის სწორი ბაზა, ემატება შემდეგი ნუკლეოტიდი. თუ არასწორი ბაზა დაემატა, ფერმენტი წყვეტს ფოსფოდიესტერულ კავშირს და ათავისუფლებს არასწორ ნუკლეოტიდს. ეს ხორციელდება დნმ pol-ის 3′ ეგზონუკლეაზური მოქმედებით. მას შემდეგ, რაც არასწორი ნუკლეოტიდი მოიხსნება, ის შეიძლება შეიცვალოს სწორით.


    ზოგიერთი შეცდომა არ გამოსწორდება რეპლიკაციის დროს, მაგრამ სანაცვლოდ სწორდება რეპლიკაციის დასრულების შემდეგ, ამ ტიპის შეკეთება ცნობილია როგორც შეუსაბამობის შეკეთება ((სურათი)). სპეციფიური სარემონტო ფერმენტები ცნობენ არასწორად დაზიანებულ ნუკლეოტიდს და ამოკვეთილი ნაწილის ნაწილი, რომელიც შეიცავს მას, შემდეგ ხდება ამოკვეთილი რეგიონის ხელახალი სინთეზი. თუ შეუსაბამობა დარჩება გამოუსწორებელი, ამან შეიძლება გამოიწვიოს უფრო მუდმივი დაზიანება შეუსაბამო დნმ-ის რეპლიკაციისას. როგორ ცნობენ შეუსაბამობის აღმდგენი ფერმენტები, რომელია ამ ორი ფუძიდან არასწორი? In E. coliრეპლიკაციის შემდეგ, აზოტოვანი ფუძე ადენინი იძენს მეთილის ჯგუფს, მშობლის დნმ-ის ჯაჭვს ექნება მეთილის ჯგუფები, ხოლო ახლად სინთეზირებულ ჯაჭვს აკლია ისინი. ამრიგად, დნმ პოლიმერაზას შეუძლია ამოიღოს არასწორად შეყვანილი ბაზები ახლად სინთეზირებული, არამეთილირებული ჯაჭვიდან. ევკარიოტებში, მექანიზმი კარგად არ არის გასაგები, მაგრამ ითვლება, რომ იგი მოიცავს ახალ ძაფში დალუქული ნიკების ამოცნობას, ისევე როგორც ზოგიერთი რეპლიკაციის ცილების მოკლევადიანი მუდმივი ასოციაციას ახალ შვილობილი ჯაჭვთან რეპლიკაციის დასრულების შემდეგ. .


    სარემონტო მექანიზმის კიდევ ერთი ტიპი, ნუკლეოტიდის ამოკვეთის შეკეთება, მსგავსია შეუსაბამობის შეკეთების, გარდა იმისა, რომ იგი გამოიყენება დაზიანებული ფუძის მოსაშორებლად და არა შეუსაბამო ბაზების მოსაშორებლად. აღდგენითი ფერმენტები ცვლის არანორმალურ ფუძეებს დაზიანებული ფუძის ორივე 3′ და 5′ ბოლოებზე ((სურათი)) ჩაჭრით. დნმ-ის სეგმენტი ამოღებულია და ჩანაცვლებულია სწორად დაწყვილებული ნუკლეოტიდებით დნმ pol-ის მოქმედებით. ბაზების შევსების შემდეგ, დარჩენილი უფსკრული დალუქულია დნმ ლიგაზას მიერ კატალიზებული ფოსფოდიესტერის კავშირით. აღდგენის ეს მექანიზმი ხშირად გამოიყენება, როდესაც ულტრაიისფერი სხივების ზემოქმედება იწვევს პირიმიდინის დიმერების წარმოქმნას.


    შეცდომების გამოუსწორებლობის კარგად შესწავლილი მაგალითი ჩანს ქსეროდერმიის პიგმენტოზით დაავადებულ ადამიანებში ((სურათი)). დაზარალებულ ადამიანებს აქვთ კანი, რომელიც ძალიან მგრძნობიარეა მზის ულტრაიისფერი სხივების მიმართ. როდესაც ინდივიდები ექვემდებარებიან ულტრაიისფერი სხივების ზემოქმედებას, წარმოიქმნება პირიმიდინის დიმერები, განსაკუთრებით თიმინის დიმერები, ქსეროდერმა პიგმენტოზას მქონე ადამიანებს არ შეუძლიათ დაზიანების გამოსწორება. ისინი არ გამოსწორდება ნუკლეოტიდის ამოკვეთის აღდგენის ფერმენტების დეფექტის გამო, მაშინ როცა ნორმალურ ადამიანებში თიმინის დიმერები ამოიჭრება და დეფექტი გამოსწორებულია. თიმინის დიმერები ამახინჯებენ დნმ-ის ორმაგი სპირალის სტრუქტურას და ამან შეიძლება გამოიწვიოს პრობლემები დნმ-ის რეპლიკაციის დროს. ქსეროდერმა პიგმენტოზას მქონე ადამიანებს შეიძლება ჰქონდეთ კანის კიბოთი დაავადების უფრო მაღალი რისკი, ვიდრე მათ, ვისაც არ აქვს ეს მდგომარეობა.


    დნმ-ის რეპლიკაციის დროს შეცდომები არ არის ერთადერთი მიზეზი, რის გამოც დნმ-ში მუტაციები წარმოიქმნება. მუტაციები, ვარიაციები გენომის ნუკლეოტიდურ თანმიმდევრობაში, ასევე შეიძლება მოხდეს დნმ-ის დაზიანების გამო. ასეთი მუტაციები შეიძლება იყოს ორი სახის: ინდუცირებული ან სპონტანური. ინდუცირებული მუტაციები არის მუტაციები, რომლებიც წარმოიქმნება ქიმიკატების, ულტრაიისფერი სხივების, რენტგენის ან სხვა გარემოს აგენტების ზემოქმედების შედეგად. სპონტანური მუტაციები ხდება გარემოს ნებისმიერი აგენტის ზემოქმედების გარეშე, ისინი ორგანიზმში მიმდინარე ბუნებრივი რეაქციების შედეგია.

    მუტაციებს შეიძლება ჰქონდეს ეფექტების ფართო სპექტრი. წერტილოვანი მუტაციები არის ის მუტაციები, რომლებიც გავლენას ახდენენ ერთი ბაზის წყვილზე. ყველაზე გავრცელებული ნუკლეოტიდური მუტაციებია ჩანაცვლებები, რომლებშიც ერთი ბაზა იცვლება მეორეთი. ეს ჩანაცვლება შეიძლება იყოს ორი ტიპის, გადასვლები ან ტრანსვერსიები. გარდამავალი ჩანაცვლება ეხება პურინის ან პირიმიდინის შეცვლას იმავე ტიპის ფუძით, მაგალითად, პურინი, როგორიცაა ადენინი, შეიძლება შეიცვალოს პურინის გუანინით. ტრანსვერსიის ჩანაცვლება გულისხმობს პურინის შეცვლას პირიმიდინით, ან პირიქით, მაგალითად, ციტოზინი, პირიმიდინი, იცვლება ადენინით, პურინით. ზოგიერთი წერტილის მუტაციები არ არის გამოხატული, ისინი ცნობილია როგორც მდუმარე მუტაციები. ჩუმი მუტაციები ჩვეულებრივ გამოწვეულია კოდონის მესამე ფუძის ჩანაცვლებით, რომელიც ხშირად წარმოადგენს იგივე ამინომჟავას, როგორც ორიგინალური კოდონი. სხვა წერტილოვანი მუტაციები შეიძლება გამოიწვიოს ერთი ამინომჟავის მეორეთი ჩანაცვლება, რამაც შეიძლება შეცვალოს ცილის ფუნქცია. წერტილოვანი მუტაციები, რომლებიც წარმოქმნიან სტოპ კოდონს, შეუძლიათ ცილის ადრეული შეწყვეტა.

    ზოგიერთმა მუტაციამ შეიძლება გამოიწვიოს იგივე კოდონის ასლების რაოდენობის გაზრდა. მათ უწოდებენ ტრინუკლეოტიდის განმეორებით გაფართოებას და იწვევს იმავე ამინომჟავის განმეორებით რეგიონებს. მუტაციები ასევე შეიძლება იყოს ბაზის დამატების შედეგი, რომელიც ცნობილია როგორც ჩასმა, ან ბაზის მოცილება, რომელიც ასევე ცნობილია როგორც წაშლა. თუ ჩასმა ან წაშლა იწვევს მთარგმნელობითი კითხვის ჩარჩოს ცვლილებას (ჩარჩოში გადასვლის მუტაცია), შედეგად მიღებული ცილა, როგორც წესი, არაფუნქციონალურია. ზოგჯერ დნმ-ის ნაწილი ერთი ქრომოსომიდან შეიძლება გადავიდეს სხვა ქრომოსომაში ან იმავე ქრომოსომის სხვა რეგიონში, რასაც ასევე უწოდებენ ტრანსლოკაციას. მუტაციის ეს ტიპები ნაჩვენებია (სურათზე).


    ჩარჩოში გადასვლის მუტაცია, რომელიც იწვევს სამი ნუკლეოტიდის შეყვანას, ხშირად ნაკლებად მავნეა, ვიდრე მუტაცია, რომელიც იწვევს ერთი ნუკლეოტიდის შეყვანას. რატომ?

    ცნობილია, რომ აღდგენითი გენების მუტაციები იწვევს კიბოს. მრავალი მუტაციური აღმდგენი გენი ჩართულია პანკრეასის კიბოს, მსხვილი ნაწლავის კიბოს და კოლორექტალური კიბოს გარკვეულ ფორმებში. მუტაციებმა შეიძლება გავლენა მოახდინოს როგორც სომატურ უჯრედებზე, ასევე ჩანასახოვან უჯრედებზე. თუ სომატურ უჯრედში ბევრი მუტაცია გროვდება, მათ შეიძლება გამოიწვიოს ისეთი პრობლემები, როგორიცაა უჯრედების უკონტროლო დაყოფა, რომელიც შეინიშნება კიბოს დროს. თუ მუტაცია მოხდა ჩანასახოვან უჯრედებში, მუტაცია გადაეცემა შემდეგ თაობას, როგორც ჰემოფილიის და ქსეროდერმის პიგმენტოზის შემთხვევაში.

    განყოფილების შეჯამება

    დნმ პოლიმერაზას შეუძლია შეცდომები დაუშვას ნუკლეოტიდების დამატებისას. ის ასწორებს დნმ-ს ყოველი ახლად დამატებული ბაზის კორექტირებით. არასწორი ბაზები ამოღებულია და ჩანაცვლებულია სწორი ფუძით, სანამ გააგრძელებთ დრეკადობას. შეცდომების უმეტესობა გამოსწორებულია რეპლიკაციის დროს, თუმცა როდესაც ეს არ ხდება, გამოიყენება შეუსაბამობის შეკეთების მექანიზმი. შეუსაბამობის აღმდგენი ფერმენტები ცნობენ არასწორად შეყვანილ ფუძეს და ამოიღებენ მას დნმ-დან, ანაცვლებენ მას სწორი ბაზით. შეკეთების კიდევ ერთი ტიპის, ნუკლეოტიდის ამოკვეთის შეკეთებისას, დაზიანებული ფუძე ამოღებულია 5′ და 3′ ბოლოებზე რამდენიმე ფუძესთან ერთად და ისინი იცვლება შაბლონის კოპირებით დნმ პოლიმერაზას დახმარებით. ახლად სინთეზირებული ფრაგმენტის ბოლოები მიმაგრებულია დნმ-ის დანარჩენ ნაწილზე დნმ ლიგაზას გამოყენებით, რომელიც ქმნის ფოსფოდიესტერულ კავშირს.

    შეცდომების უმეტესობა გამოსწორებულია და თუ ეს ასე არ არის, შეიძლება გამოიწვიოს მუტაცია, რომელიც განისაზღვრება როგორც დნმ-ის თანმიმდევრობის მუდმივი ცვლილება. მუტაციები შეიძლება იყოს მრავალი სახის, როგორიცაა ჩანაცვლება, წაშლა, ჩასმა და ტრინუკლეოტიდის განმეორებითი გაფართოება. სარემონტო გენების მუტაციამ შეიძლება გამოიწვიოს ისეთი სერიოზული შედეგები, როგორიცაა კიბო. მუტაციები შეიძლება იყოს გამოწვეული ან შეიძლება მოხდეს სპონტანურად.

    ხელოვნების კავშირები

    (სურათი) ჩარჩოში გადასვლის მუტაცია, რომელიც იწვევს სამი ნუკლეოტიდის შეყვანას, ხშირად ნაკლებად მავნეა, ვიდრე მუტაცია, რომელიც იწვევს ერთი ნუკლეოტიდის შეყვანას. რატომ?

    (სურათი) თუ სამი ნუკლეოტიდი დაემატება, ერთი დამატებითი ამინომჟავა ჩართული იქნება ცილოვან ჯაჭვში, მაგრამ კითხვის ჩარჩო არ იცვლება.

    უფასო პასუხი

    რა შედეგი მოჰყვება შეუსაბამობის აღმდგენი ფერმენტის მუტაციას? როგორ იმოქმედებს ეს გენის ფუნქციაზე?

    მუტაციები არ აღდგება, როგორც ქსეროდერმა პიგმენტოზის შემთხვევაში. გენის ფუნქცია შეიძლება დაზარალდეს ან არ იყოს გამოხატული.

    გარუჯვის ისტორიის მქონე ზრდასრულ ადამიანს აქვს გენომის თანმიმდევრობა. მისი დნმ-ის პროტეინის კოდირების რეგიონის დასაწყისი იკითხება ATGGGGATATGGCAT. თუ ჯანმრთელი ზრდასრული ადამიანის ცილის კოდირების რეგიონი კითხულობს ATGGGGATATGAGCAT, განსაზღვრეთ მუტაციის ადგილი და ტიპი.

    ეს არის ჩარჩოში გადასვლის მუტაცია კოდირების რეგიონის მე-12 პოზიციაზე "A"-ს წაშლით.

    ლექსიკონი


    71 დნმ შეკეთება

    ამ განყოფილების დასასრულს თქვენ შეძლებთ გააკეთოთ შემდეგი:

    დნმ-ის რეპლიკაცია ძალიან ზუსტი პროცესია, მაგრამ ზოგჯერ შეიძლება მოხდეს შეცდომები, როგორიცაა დნმ პოლიმერაზას არასწორი ბაზის ჩასმა. გამოუსწორებელმა შეცდომებმა შეიძლება ზოგჯერ გამოიწვიოს სერიოზული შედეგები, როგორიცაა კიბო. შეკეთების მექანიზმები ასწორებს შეცდომებს. იშვიათ შემთხვევებში, შეცდომები არ გამოსწორდება, რაც იწვევს მუტაციებს სხვა შემთხვევებში, აღმდგენი ფერმენტები თავად არის მუტაციური ან დეფექტური.

    დნმ-ის რეპლიკაციის დროს დაშვებული შეცდომების უმეტესობა სწრაფად გამოსწორებულია თავად დნმ პოლიმერაზას კორექტირების უნარით. ((სურათი)). კორექტირებისას, დნმ pol კითხულობს ახლად დამატებულ ფუძეს, სანამ დაამატებს შემდეგს, ასე რომ, შესაძლებელია შესწორება. პოლიმერაზა ამოწმებს, არის თუ არა ახლად დამატებული ბაზა სწორად დაწყვილებული შაბლონის ძაფში არსებულ ფუძესთან. თუ ეს არის სწორი ბაზა, ემატება შემდეგი ნუკლეოტიდი. თუ არასწორი ბაზა დაემატა, ფერმენტი წყვეტს ფოსფოდიესტერულ კავშირს და ათავისუფლებს არასწორ ნუკლეოტიდს. ეს ხორციელდება დნმ pol-ის 3′ ეგზონუკლეაზური მოქმედებით. მას შემდეგ, რაც არასწორი ნუკლეოტიდი მოიხსნება, ის შეიძლება შეიცვალოს სწორით.


    ზოგიერთი შეცდომა არ გამოსწორდება რეპლიკაციის დროს, მაგრამ სანაცვლოდ სწორდება რეპლიკაციის დასრულების შემდეგ, ამ ტიპის შეკეთება ცნობილია როგორც შეუსაბამობის შეკეთება ((სურათი)). სპეციფიური სარემონტო ფერმენტები ცნობენ არასწორად დაზიანებულ ნუკლეოტიდს და ამოკვეთილი ნაწილის ნაწილი, რომელიც შეიცავს მას, შემდეგ ხდება ამოკვეთილი რეგიონის ხელახალი სინთეზი. თუ შეუსაბამობა დარჩება გამოუსწორებელი, ამან შეიძლება გამოიწვიოს უფრო მუდმივი დაზიანება შეუსაბამო დნმ-ის რეპლიკაციისას. როგორ ცნობენ შეუსაბამობის აღმდგენი ფერმენტები, რომელია ამ ორი ფუძიდან არასწორი? In E. coliრეპლიკაციის შემდეგ, აზოტოვანი ფუძე ადენინი იძენს მეთილის ჯგუფს, მშობლის დნმ-ის ჯაჭვს ექნება მეთილის ჯგუფები, ხოლო ახლად სინთეზირებულ ჯაჭვს აკლია ისინი. ამრიგად, დნმ პოლიმერაზას შეუძლია ამოიღოს არასწორად შეყვანილი ბაზები ახლად სინთეზირებული, არამეთილირებული ჯაჭვიდან. ევკარიოტებში, მექანიზმი კარგად არ არის გასაგები, მაგრამ ითვლება, რომ იგი მოიცავს ახალ ძაფში დალუქული ნიკების ამოცნობას, ისევე როგორც ზოგიერთი რეპლიკაციის ცილების მოკლევადიანი მუდმივი ასოციაციას ახალ შვილობილი ჯაჭვთან რეპლიკაციის დასრულების შემდეგ. .


    სარემონტო მექანიზმის კიდევ ერთი ტიპი, ნუკლეოტიდის ამოკვეთის შეკეთება, მსგავსია შეუსაბამობის შეკეთების, გარდა იმისა, რომ იგი გამოიყენება დაზიანებული ფუძის მოსაშორებლად და არა შეუსაბამო ბაზების მოსაშორებლად. აღდგენითი ფერმენტები ცვლის არანორმალურ ფუძეებს დაზიანებული ფუძის ორივე 3′ და 5′ ბოლოებზე ((სურათი)) ჩაჭრით. დნმ-ის სეგმენტი ამოღებულია და ჩანაცვლებულია სწორად დაწყვილებული ნუკლეოტიდებით დნმ pol-ის მოქმედებით. ბაზების შევსების შემდეგ, დარჩენილი უფსკრული დალუქულია დნმ ლიგაზას მიერ კატალიზებული ფოსფოდიესტერის კავშირით. აღდგენის ეს მექანიზმი ხშირად გამოიყენება, როდესაც ულტრაიისფერი სხივების ზემოქმედება იწვევს პირიმიდინის დიმერების წარმოქმნას.


    შეცდომების გამოუსწორებლობის კარგად შესწავლილი მაგალითი ჩანს ქსეროდერმიის პიგმენტოზით დაავადებულ ადამიანებში ((სურათი)). დაზარალებულ ადამიანებს აქვთ კანი, რომელიც ძალიან მგრძნობიარეა მზის ულტრაიისფერი სხივების მიმართ. როდესაც ინდივიდები ექვემდებარებიან ულტრაიისფერი სხივების ზემოქმედებას, წარმოიქმნება პირიმიდინის დიმერები, განსაკუთრებით თიმინის დიმერები, ქსეროდერმა პიგმენტოზას მქონე ადამიანებს არ შეუძლიათ დაზიანების გამოსწორება. ისინი არ გამოსწორდება ნუკლეოტიდის ამოკვეთის აღდგენის ფერმენტების დეფექტის გამო, მაშინ როცა ნორმალურ ადამიანებში თიმინის დიმერები ამოიჭრება და დეფექტი გამოსწორებულია. თიმინის დიმერები ამახინჯებენ დნმ-ის ორმაგი სპირალის სტრუქტურას და ამან შეიძლება გამოიწვიოს პრობლემები დნმ-ის რეპლიკაციის დროს. ქსეროდერმა პიგმენტოზას მქონე ადამიანებს შეიძლება ჰქონდეთ კანის კიბოთი დაავადების უფრო მაღალი რისკი, ვიდრე მათ, ვისაც არ აქვს ეს მდგომარეობა.


    დნმ-ის რეპლიკაციის დროს შეცდომები არ არის ერთადერთი მიზეზი, რის გამოც დნმ-ში მუტაციები წარმოიქმნება. მუტაციები, ვარიაციები გენომის ნუკლეოტიდურ თანმიმდევრობაში, ასევე შეიძლება მოხდეს დნმ-ის დაზიანების გამო. ასეთი მუტაციები შეიძლება იყოს ორი სახის: ინდუცირებული ან სპონტანური. ინდუცირებული მუტაციები არის მუტაციები, რომლებიც წარმოიქმნება ქიმიკატების, ულტრაიისფერი სხივების, რენტგენის ან სხვა გარემოს აგენტების ზემოქმედების შედეგად. სპონტანური მუტაციები ხდება გარემოს ნებისმიერი აგენტის ზემოქმედების გარეშე, ისინი ორგანიზმში მიმდინარე ბუნებრივი რეაქციების შედეგია.

    მუტაციებს შეიძლება ჰქონდეს ეფექტების ფართო სპექტრი. წერტილოვანი მუტაციები არის ის მუტაციები, რომლებიც გავლენას ახდენენ ერთი ბაზის წყვილზე. ყველაზე გავრცელებული ნუკლეოტიდური მუტაციებია ჩანაცვლებები, რომლებშიც ერთი ბაზა იცვლება მეორეთი. ეს ჩანაცვლება შეიძლება იყოს ორი ტიპის, გადასვლები ან ტრანსვერსიები. გარდამავალი ჩანაცვლება ეხება პურინის ან პირიმიდინის შეცვლას იმავე ტიპის ფუძით, მაგალითად, პურინი, როგორიცაა ადენინი, შეიძლება შეიცვალოს პურინის გუანინით. ტრანსვერსიის ჩანაცვლება გულისხმობს პურინის შეცვლას პირიმიდინით, ან პირიქით, მაგალითად, ციტოზინი, პირიმიდინი, იცვლება ადენინით, პურინით. ზოგიერთი წერტილის მუტაციები არ არის გამოხატული, ისინი ცნობილია როგორც მდუმარე მუტაციები. ჩუმი მუტაციები ჩვეულებრივ გამოწვეულია კოდონის მესამე ფუძის ჩანაცვლებით, რომელიც ხშირად წარმოადგენს იგივე ამინომჟავას, როგორც ორიგინალური კოდონი. სხვა წერტილოვანი მუტაციები შეიძლება გამოიწვიოს ერთი ამინომჟავის მეორეთი ჩანაცვლება, რამაც შეიძლება შეცვალოს ცილის ფუნქცია. წერტილოვანი მუტაციები, რომლებიც წარმოქმნიან სტოპ კოდონს, შეუძლიათ ცილის ადრეული შეწყვეტა.

    ზოგიერთმა მუტაციამ შეიძლება გამოიწვიოს იგივე კოდონის ასლების რაოდენობის გაზრდა. მათ უწოდებენ ტრინუკლეოტიდის განმეორებით გაფართოებას და იწვევს იმავე ამინომჟავის განმეორებით რეგიონებს. მუტაციები ასევე შეიძლება იყოს ბაზის დამატების შედეგი, რომელიც ცნობილია როგორც ჩასმა, ან ბაზის მოცილება, რომელიც ასევე ცნობილია როგორც წაშლა. თუ ჩასმა ან წაშლა იწვევს მთარგმნელობითი კითხვის ჩარჩოს ცვლილებას (ჩარჩოში გადასვლის მუტაცია), შედეგად მიღებული ცილა, როგორც წესი, არაფუნქციონალურია. ზოგჯერ დნმ-ის ნაწილი ერთი ქრომოსომიდან შეიძლება გადავიდეს სხვა ქრომოსომაში ან იმავე ქრომოსომის სხვა რეგიონში, რასაც ასევე უწოდებენ ტრანსლოკაციას. მუტაციის ეს ტიპები ნაჩვენებია (სურათზე).


    ჩარჩოში გადასვლის მუტაცია, რომელიც იწვევს სამი ნუკლეოტიდის შეყვანას, ხშირად ნაკლებად მავნეა, ვიდრე მუტაცია, რომელიც იწვევს ერთი ნუკლეოტიდის შეყვანას. რატომ?

    ცნობილია, რომ აღდგენითი გენების მუტაციები იწვევს კიბოს. მრავალი მუტაციური აღმდგენი გენი ჩართულია პანკრეასის კიბოს, მსხვილი ნაწლავის კიბოს და კოლორექტალური კიბოს გარკვეულ ფორმებში. მუტაციებმა შეიძლება გავლენა მოახდინოს როგორც სომატურ უჯრედებზე, ასევე ჩანასახოვან უჯრედებზე. თუ სომატურ უჯრედში ბევრი მუტაცია გროვდება, მათ შეიძლება გამოიწვიოს ისეთი პრობლემები, როგორიცაა უჯრედების უკონტროლო დაყოფა, რომელიც შეინიშნება კიბოს დროს. თუ მუტაცია მოხდა ჩანასახოვან უჯრედებში, მუტაცია გადაეცემა შემდეგ თაობას, როგორც ჰემოფილიის და ქსეროდერმის პიგმენტოზის შემთხვევაში.

    განყოფილების შეჯამება

    დნმ პოლიმერაზას შეუძლია შეცდომები დაუშვას ნუკლეოტიდების დამატებისას. ის ასწორებს დნმ-ს ყოველი ახლად დამატებული ბაზის კორექტირებით. არასწორი ბაზები ამოღებულია და ჩანაცვლებულია სწორი ფუძით, სანამ გააგრძელებთ დრეკადობას. შეცდომების უმეტესობა გამოსწორებულია რეპლიკაციის დროს, თუმცა როდესაც ეს არ ხდება, გამოიყენება შეუსაბამობის შეკეთების მექანიზმი. შეუსაბამობის აღმდგენი ფერმენტები ცნობენ არასწორად შეყვანილ ფუძეს და ამოიღებენ მას დნმ-დან, ანაცვლებენ მას სწორი ბაზით. შეკეთების კიდევ ერთი ტიპის, ნუკლეოტიდის ამოკვეთის შეკეთებისას, დაზიანებული ფუძე ამოღებულია 5′ და 3′ ბოლოებზე რამდენიმე ფუძესთან ერთად და ისინი იცვლება შაბლონის კოპირებით დნმ პოლიმერაზას დახმარებით. ახლად სინთეზირებული ფრაგმენტის ბოლოები მიმაგრებულია დნმ-ის დანარჩენ ნაწილზე დნმ ლიგაზას გამოყენებით, რომელიც ქმნის ფოსფოდიესტერულ კავშირს.

    შეცდომების უმეტესობა გამოსწორებულია და თუ ეს ასე არ არის, შეიძლება გამოიწვიოს მუტაცია, რომელიც განისაზღვრება როგორც დნმ-ის თანმიმდევრობის მუდმივი ცვლილება. მუტაციები შეიძლება იყოს მრავალი სახის, როგორიცაა ჩანაცვლება, წაშლა, ჩასმა და ტრინუკლეოტიდის განმეორებითი გაფართოება. სარემონტო გენების მუტაციამ შეიძლება გამოიწვიოს ისეთი სერიოზული შედეგები, როგორიცაა კიბო. მუტაციები შეიძლება იყოს გამოწვეული ან შეიძლება მოხდეს სპონტანურად.

    ვიზუალური კავშირის კითხვები

    (სურათი) ჩარჩოში გადასვლის მუტაცია, რომელიც იწვევს სამი ნუკლეოტიდის შეყვანას, ხშირად ნაკლებად მავნეა, ვიდრე მუტაცია, რომელიც იწვევს ერთი ნუკლეოტიდის შეყვანას. რატომ?

    (სურათი) თუ სამი ნუკლეოტიდი დაემატება, ერთი დამატებითი ამინომჟავა ჩართული იქნება ცილოვან ჯაჭვში, მაგრამ კითხვის ჩარჩო არ იცვლება.

    განხილვის კითხვები

    კორექტირების დროს ქვემოთ ჩამოთვლილი ფერმენტებიდან რომელი კითხულობს დნმ-ს?

    დნმ-ში ნუკლეოტიდური შეცდომების აღდგენის საწყისი მექანიზმია ________.

    1. შეუსაბამობის შეკეთება
    2. დნმ პოლიმერაზას კორექტირება
    3. ნუკლეოტიდის ამოკვეთის შეკეთება
    4. თიმინის დიმერები

    მეცნიერი ქმნის ბუზის ლარვას მუტაციით, რომელიც გამორიცხავს დნმ pol III-ის ეგზონუკლეაზურ ფუნქციას. მოზრდილ ბუზებში მუტაციური დატვირთვის შესახებ რომელი პროგნოზი იქნება ყველაზე მეტად სწორი?

    1. დნმ pol III მუტაციის მქონე მოზრდილებს საშუალოზე მნიშვნელოვნად მეტი მუტაცია ექნებათ.
    2. დნმ pol III მუტაციის მქონე მოზრდილებს საშუალოზე ოდნავ მეტი მუტაცია ექნებათ.
    3. დნმ pol III მუტაციის მქონე მოზრდილებს ექნებათ იგივე რაოდენობის მუტაციები, როგორც საშუალო.
    4. დნმ pol III მუტაციის მქონე მოზრდილებს საშუალოზე ნაკლები მუტაციები ექნებათ.

    კრიტიკული აზროვნების კითხვები

    რა შედეგი მოჰყვება შეუსაბამობის აღმდგენი ფერმენტის მუტაციას? როგორ იმოქმედებს ეს გენის ფუნქციაზე?

    მუტაციები არ აღდგება, როგორც ქსეროდერმა პიგმენტოზის შემთხვევაში. გენის ფუნქცია შეიძლება დაზარალდეს ან არ იყოს გამოხატული.

    გარუჯვის ისტორიის მქონე ზრდასრულ ადამიანს აქვს გენომის თანმიმდევრობა. მისი დნმ-ის პროტეინის კოდირების რეგიონის დასაწყისი იკითხება ATGGGGATATGGCAT. თუ ჯანმრთელი ზრდასრული ადამიანის ცილის კოდირების რეგიონი კითხულობს ATGGGGATATGAGCAT, განსაზღვრეთ მუტაციის ადგილი და ტიპი.

    ეს არის ჩარჩოში გადასვლის მუტაცია კოდირების რეგიონის მე-12 პოზიციაზე "A"-ს წაშლით.

    ლექსიკონი


    ხელოვნების კავშირი

    მუტაციებმა შეიძლება გამოიწვიოს ცვლილებები დნმ-ის მიერ დაშიფრული ცილების თანმიმდევრობაში.

    ჩარჩოში გადასვლის მუტაცია, რომელიც იწვევს სამი ნუკლეოტიდის შეყვანას, ხშირად ნაკლებად მავნეა, ვიდრე მუტაცია, რომელიც იწვევს ერთი ნუკლეოტიდის შეყვანას. რატომ?

    ცნობილია, რომ აღდგენითი გენების მუტაციები იწვევს კიბოს. მრავალი მუტაციური აღმდგენი გენი ჩართულია პანკრეასის კიბოს, მსხვილი ნაწლავის კიბოს და კოლორექტალური კიბოს გარკვეულ ფორმებში. მუტაციებმა შეიძლება გავლენა მოახდინოს როგორც სომატურ უჯრედებზე, ასევე ჩანასახოვან უჯრედებზე. თუ სომატურ უჯრედში ბევრი მუტაცია გროვდება, მათ შეიძლება გამოიწვიოს ისეთი პრობლემები, როგორიცაა უჯრედების უკონტროლო დაყოფა, რომელიც შეინიშნება კიბოს დროს. თუ მუტაცია მოხდა ჩანასახოვან უჯრედებში, მუტაცია გადაეცემა შემდეგ თაობას, როგორც ჰემოფილიის და ქსეროდერმის პიგმენტოზის შემთხვევაში.


    უფასო პასუხი

    რა შედეგი მოჰყვება შეუსაბამობის აღმდგენი ფერმენტის მუტაციას? როგორ იმოქმედებს ეს გენის ფუნქციაზე?

    მუტაციები არ აღდგება, როგორც ქსეროდერმა პიგმენტოზის შემთხვევაში. გენის ფუნქცია შეიძლება დაზარალდეს ან არ იყოს გამოხატული.

    გარუჯვის ისტორიის მქონე ზრდასრულ ადამიანს აქვს გენომის თანმიმდევრობა. მისი დნმ-ის პროტეინის კოდირების რეგიონის დასაწყისი იკითხება ATGGGGATATGGCAT. თუ ჯანმრთელი ზრდასრული ადამიანის ცილის კოდირების რეგიონი კითხულობს ATGGGGATATGAGCAT, განსაზღვრეთ მუტაციის ადგილი და ტიპი.

    ეს არის ჩარჩოში გადასვლის მუტაცია კოდირების რეგიონის მე-12 პოზიციაზე "A"-ს წაშლით.



კომენტარები:

  1. Slaed

    ძალიან კურიოზული თემაა

  2. Medwyn

    Შენ აბსოლიტურად მართალი ხარ.

  3. Zulkikasa

    Cool, I liked it! ;)

  4. Riddock

    მე მგონი ცდები. შემიძლია დავიცვა ჩემი პოზიცია. გამომიგზავნეთ ელექტრონული ფოსტა, განვიხილავთ.

  5. Keene

    ბრავო, ეს შესანიშნავი ფრაზა აუცილებელია მხოლოდ სხვათა შორის



დაწერეთ შეტყობინება