6.Репликация. Механизм и биологическое значение. Теломера и теломераза. Понятие о репликативной старости клетки.

Репликация ДНК – удвоение ДНК, происходящее в ядре в S-фазу клеточного цикла, предшествуя делению клетки

Инициация репликации регулируют специфические сигнальные белковые молекулы – факторы роста

/Удвоение ДНК основано на том, что при расхождении нитей к каждой нити можно достроить комплементарную копию, таким образом, получая две молекулы ДНК, копирующие исходную/

Стадии репликации:

- инициация – разрушение водородных связей и расхождение нитей (образование множества репликативных вилок)

- элонгация – удлинение дочерних нитей

- исключение праймеров

- терминация – завершение двух дочерних цепей ДНК

Репликацию ДНК осуществляет фермент ДНК-полимераза /Этот фермент способен наращивать ДНК только на 3΄– конце/

ДНК-полимераза не может начать процесс синтеза сама, ей нужна «затравка» /в качестве такой затравки используется фрагмент РНК/

Существуют специальные точки называемые origin (исток, начало) репликации, в этой точке находится последовательность, которая распознается ферментом, синтезирующим РНК- затравку и затем образуется репликативная вилка

Понятие о репликативной старости и теломере

В каждой нити ДНК на 5'- конце имеются особые участки, содержащие частые повторы (ГГГТТА)- элемент теломера /Эти участки не несут информации о структуре белка, они являются стоп-сигналами при репликации/

Репликация заканчивается когда доходит до стоп-сигнала

Эти участки ДНК не копируются и не достраиваются, поэтому каждая репликация сопровождается укорочением теломеры /существует критическая длина теломеры, при которой клетка утрачивает способность к репликации – репликативная старость/

Репликативное старение лежит в основе старения организма

В средним клетка проходит 50-60 репликаций, у долгожителей больше.

В эмбриональных и других быстроделящихся клетках есть фермент – теломераза, которая в процессе репликации может достраивать теломеру, увеличивая число репликаций

//Если вводить в клетку теломеразу, открывается возможность продление жизни клетки

/Например введение стволовых клеток – обновление тканей, предупреждение старения///

7.Повреждения днк спонтанные и индуцированные. Процессы репарации днк и их возможные последствия. Мутации. Роль мутаций в эволюции и возникновении наследуемых заболеваний. Понятие о генной терапии.

Повреждение структуры ДНК

Ошибки при репликации, то есть встраивание некомплементарных оснований тут же исправляются репаративными системами

В репаративную систему входят:

- белки-ферменты узнающие ошибку

- белки- ферменты разрезающие в этом месте цепочку

- ДНК-полимеразы достраивающие нить

- ДНК-лигазы (сшивающие нить) завершающие репарацию

Нарушения комплементарности цепей ДНК могут происходить спонтанно, т.е. без участия каких-либо повреждающих факторов, например в результате ошибок репликации, дезаминирования нуклеотидов, депуринизации.

Индуцированные повреждения ДНК между репликациями могут возникать под действием УФ, рентгеновского излучения, химических агентов и свободных радикалов /При таких повреждениях репаративные системы могут быть не состоятельны, изменения ДНК сохраняются – образуются мутации/

Мутации (от лат. mutatio - изменение), внезапные (скачкообразные) естественные или вызванные искусственно наследуемые изменения генетического материала (генома), приводящие к изменению тех или иных признаков организма.

/мутации являются материалом для естественного отбора// мутации в ДНК половых клеток вызывают наследственные заболевания/

ГЕННАЯ ТЕРАПИЯ- это лечение болезней путем введения пациенту здоровых ГЕНОВ вместо недостающих или поврежденных. Первый раз человека подвергли такому лечению в США в 1990 г./ Здоровый ген вводят в какой-нибудь вирус (обычно переносчик легко поддающейся лечению инфекции) так, чтобы он был непосредственно нацелен на поврежденные клетки./