Підручник з Біології. 9 клас. Задорожний - Нова програма

24. Репарація ДНК

Ви вже ознайомилися з особливостями генетичного коду. А до яких наслідків може призвести порушення послідовності нуклеотидів у ДНК на ділянці структурного гена? Чи може це вплинути на структуру білкового ланцюга?

Причини й можливі наслідки пошкодження ДНК

Молекула ДНК, як і будь-яка інша молекула, може зазнати пошкоджень. Ці пошкодження можуть бути різними. 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 може бути досить багато (мал. 24.1). Часто ДНК пошкоджують ультрафіолетове та радіоактивне випромінення. Суттєвою небезпекою є деякі хімічні сполуки. Крім того, причиною пошкодження може бути помилка під час реплікації. Так, під час реплікації замість одного нуклеотиду в ланцюг випадково може потрапити інший. Хоча трапляється таке дуже рідко.

Мал. 24.1. Поширені причини виникнення пошкоджень ДНК

Мал. 24.2. Приклад репарації ДНК

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 тільки 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 ДНК — це дволанцюгова молекула. Тобто в клітині є дві копії генетичної інформації. Якщо одна з них пошкоджується, то її можна відновити за допомогою другої копії, взявши її за зразок.

Процес репарації відбувається в кілька етапів (мал. 24.2). Для його здійснення клітини використовують спеціальні ферменти.

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

Під впливом таких факторів, як ультрафіолетове чи радіаційне випромінення, дія певних хімічних сполук або помилки під час реплікації в молекулах ДНК, можуть виникати пошкодження. Для виправлення пошкоджень ДНК у клітинах існує система репарації ДНК.

Перевірте свої знання

1. Які фактори можуть пошкоджувати ДНК? 2. Які типи пошкоджень можуть виникати в ДНК? 3. Що таке репарація ДНК? 4. Поясніть, які процеси здійснюють різні ферменти під час репарації ДНК. 5. Чому для проведення репарації ДНК потрібен не один фермент, а цілий комплекс ферментів? 6*. Чому заміна в молекулі білка однієї амінокислоти на іншу може призвести до суттєвого порушення роботи білка?