Інформація про новину
  • Переглядів: 396
  • Дата: 24-12-2021, 20:21
24-12-2021, 20:21

22. Реплікація та репарація ДНК

Категорія: Біологія





Попередня сторінка:  21. Генетичний код. Трансляція
Наступна сторінка:   23. Ділення клітин. Клітинний цикл. Міто...

Поміркуйте

Чому для подвоєння ДНК у клітині використовується не один фермент, а цілий ферментний комплекс?

Згадайте

• Що таке фермент?

• За рахунок чого подвійний ланцюг ДНК є стабільним і не розпадається самостійно?

Реплікація

Під час розмноження клітин кожна дочірня клітина отримує від материнської однаковий набір молекул ДНК. Це можливо завдяки тому, що перед поділом клітини молекула ДНК материнської клітини подвоюється. Такий процес подвоєння ДНК називають реплікацією.

У ході реплікації спеціальні білки-ферменти розкручують подвійний ланцюжок ДНК на два одинарні ланцюжки. Після цього інші ферменти на кожній із ниток добудовують її дзеркальну копію за принципом комплементарності: тимі-диловий нуклеотид — навпроти аденілового, а гуаніловий — навпроти цитидилового. Таким чином організм отримує дві однакові копії ДНК, які можна розподілити між дочірніми клітинами після поділу материнської клітини.

Причини й можливі наслідки пошкодження ДНК

Молекула ДНК, як і будь-яка інша молекула, може зазнати різних пошкоджень. Наприклад, може бути пошкоджено один нуклеотид або відразу пару нуклеотидів. Може статися розрив одного з ланцюгів ДНК або навіть обох ланцюгів одночасно.

Причин для таких пошкоджень досить багато (мал. 22.1). Часто ДНК пошкоджують ультрафіолетове, радіоактивне ви-промінення. Суттєвою небезпекою є деякі хімічні сполуки. Крім того, причиною пошкодження може бути помилка під час реплікації, коли замість одного нуклеотиду в ланцюг випадково потрапляє інший. Хоча стається це дуже рідко.

Наслідки таких пошкоджень для клітин можуть бути негативними. Гени, структура яких порушується, можуть перестати виробляти свої продукти — РНК або білки. Наприклад, у результаті пошкодження один із кодонів усередині молекули РНК буде кодувати не амінокислоту, а стоп-кодон. Тоді синтезується лише половина молекули білка. Зрозуміло, що така молекула не зможе працювати й виконувати свої функції.

Процеси репарації ДНК

Процес, який дозволяє живим організмам усувати пошкодження, що виникають у ДНК, називають репарацією. Більшість репараційних механізмів базуються на тому, що існує дві копії генетичної інформації, по одній у кожному ланцюгу ДНК. Якщо одна з них пошкоджується, то її можна відновити за допомогою другої копії, узявши її за зразок.

Процес репарації відбувається в кілька етапів (мал. 22.2). Для його здійснення клітини використовують спеціальні ферменти.

Пошкодження ДНК можуть бути різними. Для кожного з них існують свої системи репарації. Одні дефекти усуваються за допомогою лише одного ферменту, інші вимагають участі комплексу ферментів.

Дізнайтеся більше

Існує кілька механізмів репарації, усі з них контролюються генами. Найпростішим є світлова репарація, що відновлює ушкоджені зв'язки між нуклеотидами. Але частіше за все відбувається вирізальна репарація, що видаляє від 10 до 30 пошкоджених нуклеотидів. У випадку значного пошкодження структури ДНК рекомбінаційна репарація усуває велику ділянку, на місці якої синтезується новий фрагмент.

Ефективність діяльності генів репарації залежить від типу клітини, її віку, мутацій, хімічного середовища. Ушкодження цих генів призводить до злоякісного переродження клітини або до її загибелі.

Ключова ідея

Для забезпечення дочірніх клітин копіями материнської ДНК використовується процес реплікації (подвоєння ДНК). Синтез потрібних клітині органічних молекул відбувається з використанням інформації, яка зберігається в ДНК клітини. Під упливом таких факторів, як ультрафіолетове чи радіаційне випромінення, дією певних хімічних сполук або помилки під час реплікації в молекулах ДНК, можуть виникати пошкодження. Для виправлення пошкоджень ДНК у клітинах існує система репарації.

Перевірте свої знання

1. Що таке реплікація? 2. Порівняйте між собою реплікацію і транскрипцію. 3. Які фактори можуть пошкоджувати ДНК? 4. Які типи пошкоджень можуть виникати в ДНК? 5. Що таке репарація ДНК? 6. Поясніть, які процеси здійснюють різні ферменти під час репарації ДНК. 7*. Чому заміна в молекулі білка однієї амінокислоти на іншу може призвести до суттєвого порушення роботи білка?

 

Це матеріал з підручника "Біологія 9 клас Задорожний" (поглиблений рівень)

 




Попередня сторінка:  21. Генетичний код. Трансляція
Наступна сторінка:   23. Ділення клітин. Клітинний цикл. Міто...



^