Репарация ДНК

1.

НГУ
Профессор СУНЦ НГУ к. б. н. О. В. Саблина

2.

Повреждения ДНК
1. Апуринизация
2. Химическая модификация оснований
3. Разрывы цепей

3.

Репарация ДНК
Исправление повреждений
Апуринизация
5’
3’

4.

Репарация ДНК
Исправление повреждений
Дезаминирование
NH2
N
N
H
N
N
аденин
O
N
N
H
O
O
N
H
N
N
N
H
гипоксантин
N
NH
O
цитозин
N
H
N
H
NH
N
H
ксантин
O
N
N
H
NH2
гуанин
NH2
N
NH
O
урацил
O

5.

Репарация ДНК
Исправление повреждений
Дезаминирование
H
HH
NO
N
O
N
N
H
H
N
N
NH2
ON
N
HH
O
N
Гипоксантин
Аденин
Цитозин
Тимин
А
А
Т
А
Т
Ц
Н
А
Т
Т
А
Г

6.

Репарация ДНК
Исправление повреждений
Дезаминирование
NH2
N
N
H
N
N
аденин
O
N
N
H
O
O
N
H
N
N
N
H
гипоксантин
N
NH
N
N
H
NH2
гуанин
N
H
O
ксантин
К—Т
Гк—Ц
А—Т
NH
Г—Ц
NH2
N
N
H
Г—Ц
O
NH
O
цитозин
N
H
O
урацил
А—Т
У—А
Ц—Г
Т—А

7.

Репарация ДНК
Исправление повреждений
Образование тиминовых димеров
O
H3C
NH
O
O
H
O
N
H
H
O
H
H
OPO
O
H
H
HH
HPO
O
O
O
O
O
H
H
H3C
NH
O
H
O
H
N
H
O
H
H
H
O
H
H
O
Т
Т
А
А

8.

Репарация ДНК
Исправление повреждений
Образование тиминовых димеров
O
H3 C
NH
N
O
O
O
O O
H
H
H
H 3C
O
H
NH
H
H
H H
O
POPOO
O
H
H N
O
O
O
O
HH
H
H
HH
O
O
H
H
HH
O

9.

Репарация ДНК
Исправление повреждений
Разрывы
Лигаза

10.

Репарация ДНК
Исправление повреждений
Разрывы
ДНК-
Лигаза
полимераза

11.

Репарация ДНК
Исправление повреждений
Разрывы
Нарушение
репарации
ДНК
пигментная
ксеродерма

12.

Задача 1
Нарисовать эукариотический репликон,
обозначив концы цепочек ДНК, начало
репликации, места непрерывного и прерывистого
синтеза, направления движения ДНК-полимеразы.
3'
5'
ori
ori
5'
3
'

13.

Задача 2
Заполнить таблицу, обозначить концы цепочек
ДНК и РНК
3'
Ц
Г
Т
А
Ц
Ц
Г
Ц
А
А
Ц
Т
5'
Г
Ц
А
Т
Г
Г
Ц
Г
А
Т
Г
А
Двуцепочечная
ДНК
5'
Г
Ц
А
У
Г
Г
Ц
Г
У
У
Г
А
мРНК
А
Ц
Ц
3'
Глутаминовая
кислота
Триптофан
антикодон т-РНК
Аргинин
Стоп
Аминокислота,
включающаяся
в белок

14.

Задача 3
Частота ошибок ДНК-полимеразы составляет
примерно 1· 10–9. Посчитайте, сколько ошибок
будет происходить при каждой репликации ДНК
одной клетки человека, если геном человека
содержит ~ 3·109 н.п.

15.

Задача 4
В благоприятных репликация ДНК E. сoli занимает
около 40 мин. Геном этой бактерии составляет
4,6·106 п.н. Определить скорость движения
репликативной вилки.
4,6·106 п.н. : 2400 сек. : 2 = 958 ≈ 1000 п.н./сек

16.

Задача 5
Одна хромосома дрозофилы содержит примерно
40 миллионов пар нуклеотидов. В клетках ранних
эмбрионов дрозофилы репликация всей ДНК
происходит каждые 3 мин. Какова была бы
скорость вращения концов ДНК в ходе
репликации, если бы хромосома представляла
собой один репликон?
40·106 п.н. : 180 с. : 10 = 22 222 об/с: 2 = 11 111 об/с
На самом деле районы ori отстоят друг от друга
на 16 000 п.н. Какова скорость вращения в каждой
репликативной вилке?
16000 : 2 : 10 : 180 = 4,4 об/сек

17.

Задача 6
Сравнить скорость движения репликативной
вилки у бактерии и мухи
958 п. н./сек
4,4 об/сек · 10 = 44 п. н./сек