Эксцизионная репарация нуклеотидов — nucleotide excision repair

Содержание

Рак [ править ]

Пути удаления ДНК работают в тандеме для восстановления повреждений ДНК . Неисправленные повреждения или неисправные белки, связанные с эксцизионной репарацией, могут привести к нерегулируемому росту клеток и раку.

Хотя исторические исследования показали противоречивые результаты, генетические вариации или мутации генов эксцизионной репарации нуклеотидов могут влиять на риск рака , влияя на эффективность репарации. Однонуклеотидные полиморфизмы (SNP) и несинонимичные кодирующие SNP (nsSNP) присутствуют в очень низких количествах (> 1%) в человеческой популяции. Если такие мутации расположены в генах NER или регуляторных последовательностях, они могут отрицательно повлиять на способность к репарации ДНК, что приведет к увеличению вероятности развития рака. Хотя функциональное влияние всех полиморфизмов не охарактеризовано, некоторые полиморфизмы в генах репарации ДНК или их регуляторных последовательностях действительно вызывают фенотипические изменения и участвуют в развитии рака. Исследование случаев рака легких выявило умеренную связь между полиморфизмом специфичных для NER SNP и риском рака легких. Результаты показывают, что некоторые унаследованные полиморфные вариации генов NER могут приводить к предрасположенности к раку легких и, возможно, другим раковым состояниям.

NER дисфункция результат полиморфизма ДНК править

Два важных гена в пути NER, для которых полиморфизм показал функциональное и фенотипическое влияние, — это гены XPD и XPC . XPD, также известный как ERCC2, помимо других транскрипционных активностей, служит для открытия ДНК вокруг участка повреждения во время NER. Исследования показали, что полиморфизм экзона 10 (G> A) (Asp312Asn) и экзона 23 (A> T) (Lys751Gln) связан с генетической предрасположенностью к нескольким типам рака. Ген XPC отвечает за белок, который распознает ДНК на ранней стадии пути NER. Этот ген может иметь полиморфизм в интроне 9 и SNP в экзоне 15, которые также коррелируют с риском рака. Исследования показали, что полиморфизм вставки / делеции двуаллельного поли (AT) в интроне 9 XPC связан с повышенным риском рака кожи, груди и простаты особенно в популяциях Северной Индии.

Влияние на прогноз рака править

Изучение наследственного рака, xeroderma pigmentosum, помогло идентифицировать несколько генов, которые кодируют белки пути NER, два из которых — XPC и XPD. XP вызывается гомозиготной недостаточностью восстановления повреждений ДНК УФ-излучением (GG-NER), что увеличивает риск рака кожи у пациентов в 1000 раз. У гетерозиготных пациентов риск рака носит спорадический характер, но его можно предсказать на основе аналитической оценки полиморфизмов в генах репарации ДНК, связанных с XP, очищенных из лимфоцитов . В исследовании частоты рецидивов колоректального рака II и III стадии высокого риска полиморфизм 2251A> C XPD (ERCC2) значительно коррелировал с ранним рецидивом после химиотерапевтического лечения. Исследования показали, что эффекты полиморфных генов NER являются аддитивными, и чем выше частота вариантов, тем выше риск рака.

Белки, участвующие в эксцизионной репарации оснований

ДНК гликозилазы

Урацил-ДНК-гликозилаза переворачивает остаток урацила из дуплекса, показанный желтым.

ДНК-гликозилазы ответственны за первоначальное распознавание поражения. Они выворачивают поврежденное основание из двойной спирали, как показано на рисунке, и расщепляют N-гликозидную связь поврежденного основания, оставляя AP-сайт . Есть две категории гликозилаз: монофункциональные и бифункциональные. Монофункциональные гликозилазы обладают только гликозилазной активностью, тогда как бифункциональные гликозилазы также обладают активностью AP-лиазы . Следовательно, бифункциональные гликозилазы могут преобразовывать повреждение основания в одноцепочечный разрыв без необходимости в AP-эндонуклеазе . β-Удаление АР-сайта гликозилазой-лиазой дает 3 ‘α, β-ненасыщенный альдегид, соседний с 5′ фосфатом, который отличается от продукта расщепления АР-эндонуклеазой. Некоторые гликозилазы-лиазы могут дополнительно выполнять -элиминирование, которое превращает 3′-альдегид в 3’-фосфат. Широкий спектр гликозилаз эволюционировал для распознавания различных поврежденных оснований. Примеры ДНК-гликозилаз включают Ogg1 , который распознает 8-оксогуанин, Mag1 , который распознает 3-метиладенин, и UNG , который удаляет урацил из ДНК.

Эндонуклеазы AP

Эндонуклеазы АР расщепляют сайт АР с образованием 3′-гидроксила, соседнего с 5′-дезоксирибозофосфатом (dRP). Эндонуклеазы АР делятся на два семейства на основании их гомологии с предковыми бактериальными эндонуклеазами АР эндонуклеазой IV и экзонуклеазой III . Многие эукариоты имеют представителей обоих семейств, включая дрожжи Saccharomyces cerevisiae , в которых Apn1 является гомологом EndoIV, а Apn2 родственен ExoIII. У человека были идентифицированы две эндонуклеазы АР, APE1 и APE2 . Это член семейства ExoIII.

Ферменты конечной обработки

Для того, чтобы произошло лигирование, разрыв цепи ДНК должен иметь гидроксил на и фосфат на . У людей полинуклеотидкиназа-фосфатаза ( PNKP ) способствует образованию этих концов во время BER. Этот белок имеет киназный домен, который фосфорилирует 5′-концы гидроксила, и фосфатазный домен, который удаляет фосфаты с 3′-концов. Вместе эти действия готовят одноцепочечные разрывы с поврежденными концами для лигирования. Эндонуклеазы AP также участвуют в процессинге 3′-концов. Помимо открытия AP-сайтов, они обладают 3′-фосфодиэстеразной активностью и могут удалять различные 3′-очаги, включая фосфаты, фосфогликолаты и альдегиды. 3′-Процессинг должен произойти до того, как может начаться синтез ДНК, потому что ДНК-полимеразы требуют, чтобы 3′-гидроксил продолжался.

ДНК-полимеразы

Pol β является основной полимеразой человека, которая катализирует BER короткого участка, при этом pol λ способна компенсировать его отсутствие. Эти полимеразы являются членами семейства и обычно включают только один нуклеотид. В дополнение к полимеразной активности эти ферменты имеют лиазный домен, который удаляет 5′-dRP, ​​оставшийся после расщепления AP-эндонуклеазой. Считается, что во время BER с длинным участком синтез ДНК опосредуется и вместе с фактором процессивности PCNA , теми же полимеразами, которые осуществляют репликацию ДНК . Эти полимеразы осуществляют замещающий синтез, что означает, что нижележащий 5′-конец ДНК «смещается», образуя лоскут (см. Диаграмму выше). Pol β также может выполнять синтез с замещением длинных участков и, следовательно, может участвовать в любом пути BER. Синтез длинных участков обычно включает 2-10 новых нуклеотидов.

Эндонуклеаза лоскута

FEN1 удаляет 5 ‘ откидную створку, образовавшуюся во время длинного фрагмента BER. Эта эндонуклеаза проявляет сильное предпочтение длинному 5-дюймовому лоскуту, примыкающему к 1-ному 3-дюймовому лоскуту. Гомолог FEN1 у дрожжей — RAD27

Помимо своей роли в BER с длинными участками, FEN1 расщепляет лоскуты с подобной структурой во время процессинга фрагмента Окадзаки , важного шага в репликации отстающей цепи ДНК .

ДНК-лигаза

вместе со своим кофактором XRCC1 катализирует стадию запечатывания никеля в коротком участке BER у человека. лигирует разрыв в длинном участке BER.

История открытия

Начало изучению репарации было положено работами Альберта Кельнера (США), который в 1948 году обнаружил явление фотореактивации — уменьшение повреждения биологических объектов, вызываемого ультрафиолетовыми (УФ) лучами, при последующем воздействии ярким видимым светом (световая репарация).

Р. Сетлоу, К. Руперт (США) и другие вскоре установили, что фотореактивация — фотохимический процесс, протекающий с участием специального фермента и приводящий к расщеплению димеров тимина, образовавшихся в ДНК при поглощении УФ-кванта.

Позднее при изучении генетического контроля чувствительности бактерий к УФ-свету и ионизирующим излучениям была обнаружена темновая репарация — свойство клеток ликвидировать повреждения в ДНК без участия видимого света. Механизм темновой репарации облучённых УФ-светом бактериальных клеток был предсказан А. П. Говард-Фландерсом и экспериментально подтверждён в 1964 году Ф. Ханавальтом и Д. Петиджоном (США). Было показано, что у бактерий после облучения происходит вырезание повреждённых участков ДНК с изменёнными нуклеотидами и ресинтез ДНК в образовавшихся пробелах.

Системы репарации существуют не только у микроорганизмов, но также в клетках животных и человека, у которых они изучаются на культурах тканей. Известен наследственный недуг человека — пигментная ксеродерма, при котором нарушена репарация.

Томас Линдаль, Азиз Шанкар и Пол Модрич получили Нобелевскую премию по химии 2015 года за исследования в области изучения методов репарации ДНК.

Основные типы поражений, восстанавливаемые путем иссечения

Дезаминирование цитозина (C) до урацила (U). Это повреждение является потенциально мутагенным, если его не лечить, так как оно даст начало паре AU при следующей репликации вместо исходной пары GC.

Базовый механизм эксцизионной пластики устраняет несколько типов повреждений, возникающих на основании. Чаще всего это химические модификации, затрагивающие функциональные группы нуклеотидных оснований путем окисления , дезаминирования или алкилирования . Поскольку эти функциональные группы участвуют в образовании водородных связей в парах оснований , эти повреждения проявляют мутагенный характер и, следовательно, должны быть восстановлены, чтобы избежать изменения генетической информации .

Ремонт путем вырезания оснований также позволяет клетке восстанавливать базисные участки, последствия спонтанных реакций депуринизации (гидролиз гликозидной связи между пуриновыми основаниями , A и G, и дезоксирибозой). В последнем случае первая стадия, связанная с ДНК-гликозилазой, не обязательна, поскольку абазический сайт продуцируется непосредственно поражением.

Другими повреждениями, восстанавливаемыми с помощью основного иссечения, являются:

  • Урацилы, образующиеся при спонтанном дезаминировании цитозинов во время химического или ферментативного воздействия (а также гипоксантин , продукт дезаминирования A)
  • Некоторые окисленные основания: 8-оксогуанин (продукт окисления G), тимингликоль (продукт окисления T)
  • Некоторые алкильные основания: 7-метилгуанозин , …

Для чего нужно знать статус мутаций в генах HRR?

Наличие у пациента мутаций в некоторых генах HRR может сказать о многом:

Прогноз
Тактика лечения
Обследование родственников
Внимание к другим видам рака
Результаты нескольких крупных ретроспективных исследований выявили связь между мутациями BRCA1/2 и агрессивным течением заболевания. Кроме того, наличие герминальной мутации BRCA2 оказывает негативное влияние на прогноз при мКРРПЖ

Также наблюдается плохой ответ на стандартную терапию при наличии в опухоли мутации в гене HRR.
Выявление мутаций может помочь определению тактики лечения
Если выявленная в гене BRCA/ATM мутация является наследственной, то целесообразно поискать ее у кровных родственников
Наследственная мутация BRCA/ATM приводит к развитию не только РПЖ, но и рака грудной и поджелудочной железы

Типы репарации

У бактерий имеются по крайней мере 3 ферментные системы, ведущие репарацию — прямая, эксцизионная и пострепликативная. У эукариот к ним добавляется ещё Mismatch и SOS-репарация.

Прямая репарация

Прямая репарация — наиболее простой путь устранения повреждений в ДНК, в котором обычно задействованы специфические ферменты, способные быстро (как правило, в одну стадию) устранять соответствующее повреждение, восстанавливая исходную структуру нуклеотидов. Так действует, например, O6-метилгуанин-ДНК-метилтрансфераза, которая снимает метильную группу с азотистого основания на один из собственных остатков цистеина.

Эксцизионная репарация

Эксцизионная репарация (англ. excision — вырезание) включает удаление повреждённых азотистых оснований из ДНК и последующее восстановление нормальной структуры молекулы по комплементарной цепи. Ферментативная система удаляет короткую однонитевую последовательность двунитевой ДНК, содержащей ошибочно спаренные или поврежденные основания, и замещает их путём синтеза последовательности, комплементарной оставшейся нити.

Эксцизионная репарация является наиболее распространённым способом репарации модифицированных оснований ДНК. Она базируется на распознавании модифицированного основания различными гликозилазами, расщепляющими N-гликозидную связь этого основания с сахарофосфатным остовом молекулы ДНК. При этом существуют гликозилазы, специфически распознающие присутствие в ДНК определенных модифицированных оснований (оксиметилурацила, гипоксантина, 5-метилурацила, 3-метиладенина, 7-метилгуанина и т. д.). Для многих гликозилаз к настоящему времени описан полиморфизм, связанный с заменой одного из нуклеотидов в кодирующей последовательности гена. Для ряда изоформ этих ферментов была установлена ассоциация с повышенным риском возникновения онкологических заболеваний .

Другой тип эксцизионной репарации — эксцизионная репарация нуклеотидов, предназначенная для более крупных повреждений, таких как образование пиримидиновых димеров.

Пострепликативная репарация

Tип репарации, имеющей место в тех случаях, когда процесс эксцизионной репарации недостаточен для полного исправления повреждения: после репликации с образованием ДНК, содержащей повреждённые участки, образуются одноцепочечные бреши, заполняемые в процессе гомологичной рекомбинации при помощи белка RecA.

Пострепликативная репарация была открыта в клетках E. coli, не способных выщеплять тиминовые димеры. Это единственный тип репарации, не имеющий этапа узнавания повреждения.

Поражения, обработанные BER

8-оксогуанин образует пару оснований Хугстина с аденином

Одиночные основания в ДНК могут быть химически повреждены множеством механизмов, наиболее распространенными из которых являются дезаминирование, окисление и алкилирование. Эти модификации могут влиять на способность основания образовывать водородные связи, что приводит к неправильному спариванию оснований и, как следствие, к мутациям в ДНК. Например, включение аденина напротив 8-оксогуанина (справа) во время репликации ДНК вызывает G: С пар оснований , чтобы быть заменена на Т: А. Другие примеры повреждений основания, восстановленные с помощью BER, включают:

  • Окисленные основания : 8-оксогуанин , 2,6-диамино-4-гидрокси-5-формамидопиримидин (FapyG, FapyA).
  • Алкилированные основания : 3-метиладенин , 7-метилгуанозин.
  • Деаминированные основания : гипоксантин, образованный дезаминированием аденина . Ксантин образуется при дезаминировании гуанина. ( Продукты тимидина после дезаминирования 5-метилцитозина труднее распознать, но они могут быть восстановлены гликозилазами, специфичными для несоответствия)
  • Урацил неправомерно включены в ДНК или образованный дезаминирования из цитозина

В дополнение к повреждениям основания, нижележащие этапы BER также используются для восстановления однонитевых разрывов.

Примеры

Некоторым странам уже приходилось возмещать ущерб за причинённый вред войной, речь идёт о следующих конфликтах:

  1. Первая мировая война. В данном случае, Германия должна была выплатить денежную компенсацию пострадавшим странам. Итоговая сумма составила 132 миллиарда золотых марок. Последний платеж был проведен сравнительно недавно, осенью 2010 года;
  2. Вторая мировая война. Как известно, агрессором снова выступает Германия. Но, в данном случае речь идёт о выплатах в размере 23 миллиардов долларов. Данная сумма была определена в ходе Потсдамской конференции. Но, Германия не единственная страна, которая должна была возмещать ущерб. Италия также брала на себя обязательства по выплатам. Таким образом Греция получила 105 млн., Албания – 5 млн., Эфиопия – 25 млн. и СССР – 100 млн. долларов;
  3. Наполеоновская война. Опираясь на нормы Парижского договора (1815 г.), Франция должна была выплатить пострадавшим субъектам 700 млн. франков;
  4. Греко-турецкая война. По окончанию военного конфликта, Греции пришлось выплачивать компенсацию в размере 4 млн. фунтов стерлингов. Но, на тот момент она находилась в состоянии дефолта, поэтому международной финансовой комиссии пришлось проводить проверки и в дальнейшем следить за финансовыми потоками страны;
  5. Франко-прусская война. В пунктах Франкфуртского договора было указано, что Франция должна выплатить компенсацию в размере 5 миллиардов злотых франков. На это у руководства было 5 лет. Чтобы гарантировано получить репарации, командование немецкими восками решает разместить часть военных во французских частях до тех пор, пока не будет проведен последний платёж. Но, ждать пришлось не долго, через 2 года Франция выплатила всю сумму.

Что такое репарации простыми словами

Репарации (от англ. «reparations») — это одна из форм материальной ответственности субъектов международного права за причинённый ущерб другому субъекту в ходе военного конфликта или других агрессивных действий, спровоцировавших ряж негативных последствий. Репарации направлены на ликвидацию ущерба, спровоцированного противоправными действиями агрессора.

Получение репараций возможно только в том случае, если потерпевшая сторона сможет доказать, что действия агрессора являются противоправными и направленными только на то, чтобы оккупировать и нанести вред. В первую очередь, речь идёт об убийствах людей, разрушение инфраструктуры и промышленных объектов.

В таком случае, когда пострадавшее государство окрепнет и заручиться поддержкой сильных партнёров, оно может доказать свою правоту и потребовать возмещения убытком. Это может быть денежная компенсация, компенсация утраченной выгоды, восстановление инфраструктуры и объектов промышленности.

Согласно международным правовым нормам, возмещение ущерба путём требования репараций является законным правом пострадавшей стороны. Данная норма установлена практически всеми международными договорами и является распространённым явлением, особенно, в современном мире. В истории также достаточно примеров выплат репараций, о которых будет сказано далее.

Гены, связанные с NER [ править ]

Человеческий ген (белок) Мышь Ортолог Дрожжевой ортолог Метро Функция в NER Вход в
GeneCards
CCNH ( Циклин H ) Ccnh CCL1 Обе Субъединица киназы активатора CDK (CAK) CCNH
CDK7 ( циклинзависимая киназа (CDK) 7) ) Cdk7 KIN28 Обе Субъединица САК CDK7
CETN2 (Центрин-2) Cetn2 Неизвестный GGR Распознавание повреждений; образует комплекс с XPC CETN2
DDB1 ( DDB1 ) Ddb1 Неизвестный GGR Распознавание повреждений; образует комплекс с DDB2 DDB1
DDB2 ( DDB2 ) Ddb2 / Xpe Неизвестный GGR Распознавание повреждений; набирает XPC DDB2
ERCC1 ( ERCC1 ) Ercc1 RAD10 Обе Вовлечен в разрез на 3 ‘стороне повреждения; образует комплекс с XPF ERCC1
ERCC2 ( XPD ) Ercc2 RAD3 Обе АТФазная и геликазная активность; субъединица фактора транскрипции II H (TFIIH) ERCC2
ERCC3 ( XPB ) Ercc3 RAD25 Обе АТФазная и геликазная активность; субъединица фактора транскрипции II H (TFIIH) ERCC3
ERCC4 ( XPF ) Ercc4 RAD1 Обе Вовлечен в разрез на 3 ‘стороне повреждения; структурно-специфическая эндонуклеаза ERCC4
ERCC5 ( XPG ) Ercc5 RAD2 Обе Вовлечен в разрез на 5-дюймовой стороне повреждения; стабилизирует TFIIH; структурно-специфическая эндонуклеаза ERCC5
ERCC6 ( CSB ) Ercc6 RAD26 TC-NER Фактор элонгации транскрипции; участвует в сцеплении транскрипции и ремоделировании хроматина ERCC6
ERCC8 ( CSA ) Ercc8 RAD28 TC-NER Убиквитинлигазный комплекс; взаимодействует с CSB и p44 TFIIH ERCC8
LIG1 ( ДНК- лигаза I ) Lig1 CDC9 Обе Окончательная перевязка LIG1
MNAT1 ( MNAT1 ) Mnat1 TFB3 Обе Стабилизирует комплекс ЦАК MNAT1
MMS19 ( MMS19 ) Mms19 MET18 Обе Взаимодействует с субъединицами XPD и XPB геликаз TFIIH. MMS19
RAD23A ( RAD23A ) Rad23a RAD23 GGR Распознавание повреждений; образует комплекс с XPC RAD23A
RAD23B ( RAD23B ) Rad23b RAD23 GGR Распознавание повреждений, образует комплекс с XPC RAD23B
RPA1 ( RPA1 ) Rpa1 RFA1 Обе Подразделение комплекса РФА RPA1
RPA2 ( RPA2 ) Rpa2 RFA2 Обе Подразделение комплекса РФА RPA2
TFIIH ( фактор транскрипции II H ) Gtf2h13 Tfb1 Ssl1 Tfb4 Обе Вовлечен в разрез, образует комплекс вокруг поражения GTF2H1 GTF2H2 GTF2H3
XAB2 ( XAB2 ) Xab2 SYF1 TC-NER Распознавание повреждений; взаимодействует с XPA, CSA и CSB XAB2
XPA ( XPA ) Xpa RAD14 Обе Распознавание повреждений XPA
XPC ( XPC ) Xpc RAD4 GGR Распознавание повреждений XPC

Виды репараций на историческом примере

На данный момент, самыми популярными репарациями в истории являются те, которые были выплачены Германией странам, победившим её в ходе Второй мировой войны. Зафиксированная ответственность в 1945 году ориентирована на 2 принципа, а именно:

  • Натуральная форма возмещения. Страны, которые были признаны агрессорами не выплачивали денежную компенсацию. Вместо этого к ним были применены другие меры ответственности. У населения изымались такие предметы быта как посуда, одежда, драгоценности и домашняя техника. Данное явление назвали «трофейной лихорадкой». Кроме этого был задействован принудительны труд бывших военных, вывозилось оборудование из фабрик, заводов и лабораторий, а знания немецких учёных использовали уже страны победительницы в личных целях;
  • Частичная компенсация. В ходе мирных переговоров в Версале, экономист из Англии Джон Мейнард негативно высказался о репарациях. Более подробно об этом сказано в его работе «Экономические последствия мира». Здесь говорится об усилении реваншистских настроений за счёт финансовых проблем и предпосылок к развязыванию войны. В 1945 году большинство европейских стран стремились к установлению демократического мира, как и СССР. Поэтому было принято решение о частичном возмещении ущерба. В итоге, правительство СССР потребовало от Германии 20 млрд. долларов, вместо положенных 128 млрд., а Италия выплатила всего 100 млн, что является примерно 1/20 частью от нанесённого ущерба по факту.

Наибольшую выгоду в послевоенный период получило правительство США. Страна получила патенты, лучших немецких учёных и предприятия. Израилю за Холокост Германия выплатила 60 млрд долларов, что никак не соизмеримо с загубленными судьбами миллионов людей.

Заключение

Для страны, которая пострадала от рук агрессора, репарации, это один из способов частично возместить ущерб, что даст возможность возобновить работу предприятий, а также наладить работу финансового сектора. Таким образом государство сможет гораздо быстрее оправиться от последствий военного конфликта.

Устранение ошибок ДНК-полимеразой

Прежде всего сама ДНК-полимераза при наращивании новой цепи ДНК проверяет, тот ли нуклеотид присоединяется к растущей нити.

Существуют измененные формы азотистых оснований, которые могут комплементарно связываться с нуклеотидами матрицы. Так измененная форма цитозина может связаться с аденином. Полимераза присоединит этот конечный нуклеотид к растущей цепи, но он быстро перейдет в свою обычную форму — станет обычным цитозином. При этом водородные связи разрушаются (т. к. нарушается комплементарность), и на конце получается неспаренный нуклеотид, однако ковалентно соединенный с синтезируемой цепью. Полимераза не может далее наращивать цепь. Сама полимераза или связанный с ней фермент редактирующая эндонуклеаза отщепляют последний «неправильный» нуклеотид.

В результате такого механизма самокоррекции частота ошибок репликации снижается в 10 раз. Если присоединение ошибочного нуклеотида на этапе синтеза ДНК составляет 10-5, то репарационная активность полимеразы снижает их количество до 10-6.

У прокариот: УФ-белки.

Схематическое изображение моделей пути эксцизионной репарации нуклеотидов, контролируемых белками Uvr.

Процесс нуклеотидной эксцизионной репарации управляется в кишечных палочках самой UvrABC эндонуклеазы ферментного комплекса, который состоит из четырех белков UVR: UvrA, УФОК, UvrC и ДНК хеликазных II (иногда также известный как UvrD в этом комплексе). Сначала комплекс UvrA-UvrB сканирует ДНК, при этом субъединица UvrA распознает искажения спирали, вызванные, например, димерами пиримидина . Когда комплекс распознает такое искажение, субъединица UvrA уходит, и белок UvrC входит и связывается с мономером UvrB и, следовательно, образует новый димер UvrBC . UvrB расщепляет фосфодиэфирную связь на 4 нуклеотида ниже повреждения ДНК, а UvrC расщепляет фосфодиэфирную связь на 8 нуклеотидов выше повреждения ДНК и создает вырезанный сегмент из 12 нуклеотидов. Затем входит ДНК-геликаза II (иногда называемая UvrD) и удаляет вырезанный сегмент, активно разрывая водородные связи между комплементарными основаниями. Затем образовавшийся пробел заполняется с помощью ДНК-полимеразы I и ДНК-лигазы. Основной процесс удаления очень похож на высшие клетки, но эти клетки обычно включают намного больше белков — простой пример — кишечная палочка .

TC-NER также существует в бактериях и опосредуется белком TRCF (Mfd) . TRCF представляет собой SF2- АТФазу, которая использует гидролиз АТФ для транслокации на дцДНК выше пузыря транскрипции и прямой транслокации РНК-полимеразы, тем самым инициируя диссоциацию тройного элонгационного комплекса РНК-полимеразы. TRCF также задействует механизм эксцизионной репарации нуклеотидов Uvr (A) BC путем прямого физического взаимодействия с субъединицей UvrA.

«Дранг нах Остен» после 1945: мебель, одежда, еда и металлы

Кроме техники, в счет репараций до 1954 г. вывозили огромное количество разных товаров текущего производства и имущества. Вот данные только за 1945 г.: 73,5 тыс. вагонов стройматериалов и всякого имущества, конфискованного просто из квартир (включая десятки тысяч роялей и пианино), 458 тыс. радиоприемников, 188 тыс. ковров, 941 тыс. единиц мебели, 241 тыс. часов (как настенных, так и настольных), 6370 вагонов бумаги, 588 вагонов посуды (фарфора больше всего), 3,4 млн пар обуви, 1,2 млн пальто, 2,5 млн платьев, 4,6 млн единиц белья, 154 вагонов тканей и мехов, 24 вагона, наполненных музыкальными инструментами, 2 млн голов крупного рогатого скота и 206 тыс. лошадей; 2,3 млн тонн зерна, 1 млн тонн картофеля и овощей, 1 млн тонн жиров и сахара, 16 тонн табака, а также 20 млн литров спирта и 186 вагонов вина. Отдали немцы также 447,7 тыс тонн черного и цветного металла, 174,1 тонну драгметаллов, миллионы книг и сотни тысяч предметов искусства, турбины и двигатели ракет ФАУ-2 и уран, столь ценный для советских физиков и для созданий атомной бомбы.


Первая советская атомная бомба. (euroradio.fm)

Подобные поставки делались и позже. Немецкие активы в Восточной Европе, множество патентов и прав тоже перешли к Советскому Союзу. В 1953 г. в ГДР произошло восстание, экономика на фоне экономического чуда в ФРГ выглядело бледно, и СССР принял решение: с 1 января 1954 г. прекратить взимать репарации. Точную сумму, которую удалось получить за счет всех поставок, подсчитать невозможно. МИД ФРГ считает, что СССР вывез из ГДР в счет репараций примерно на 15,8 млрд долларов (это около 400 современных миллиардов долл.). Некоторые оценки достигают 22 млрд долл.

Трофейный лайнер «Нахимов». (news.bbc.co.uk)


Крейсер «Адмирал Макаров». (akpool.co.uk)

Прямой ущерб, который нанесли немцы СССР, составил намного больше — около 128 млрд долл. (679 млрд рублей), а если считать и косвенный — 485 млрд. Немцы разрушили 1710 городов и ПГТ, 70 тыс. сел и деревень. Так что репарации покрыли убытки лишь частично. СССР пострадал от войны больше других стран, но от раздела германского пирога выиграл не так уж и много, если сравнить с другими. Не меньше выиграли США (им достались лучшие заводы, немецкие ученые и патенты), а в денежном эквиваленте больше всех получил Израиль (до 60 млрд долларов). Различные спонсируемые ФРГ фонды до сих пор выплачивают евреям компенсации за холокост.


Разрушенный Сталинград. (gortransvolga.ru)

Выбор между длительным и коротким ремонтом

Выбор между коротким и длинным исправлением в настоящее время изучается. Считается, что на это решение влияют различные факторы, включая тип поражения, стадию клеточного цикла и то, является ли клетка окончательно дифференцированной или активно делящейся. Некоторые поражения, такие как окисленные или восстановленные AP-сайты, устойчивы к активности пол-β-лиазы и, следовательно, должны обрабатываться с помощью BER с длинным участком.

Предпочтительные пути также могут различаться у разных организмов. В то время как клетки человека используют BER как с короткими, так и с длинными участками, долгое время считалось , что у дрожжей Saccharomyces cerevisiae отсутствует путь с короткими участками, поскольку они не имеют гомологов нескольких белков с короткими участками млекопитающих, включая pol β, ДНК-лигазу III, XRCC1. , и киназный домен PNKP . Недавнее открытие, что поли-A-полимераза Trf4 обладает 5′-dRP-лиазной активностью, поставило под сомнение эту точку зрения.

Какие биоматериалы нужно отправлять на HRR-тестирование?

На HRR-тестирование следует отправлять одновременно кровь и гистологический материал пациента.

Правила получения, хранения и транспортировки крови на HRR-тестирование – такие же, как для, например, BRCA-тестирования:

  • Кровь необходимо собрать в пробирки с консервантом ЭДТА (с фиолетовой крышкой)
  • До прибытия курьера кровь может храниться в холодильнике (при 2-8°С) до 3-х дней или в морозильнике (при ≤–18°С) – длительно
  • Кровь можно транспортировать в лабораторию при комнатной температуре до 3-х дней

Для направляемого на HRR-тестирование гистологического материала кроме общих правил изготовления, подготовки и отправки блоков (эти правила можно посмотреть на стр. 6 в этой брошюре) следует учитывать дополнительные условия:

Для тестирования пригодны любые операционные образцы и биоптаты, полученные менее 5 лет назад. Операционный материал и свежий биоптат предпочтительны для отправки (по сравнению с архивным биопсийным материалом).

Старение

У людей и мышей мутации зародышевой линии в генах, задействованных в NER, вызывают признаки преждевременного старения. Эти гены и соответствующие им белки включают ERCC1 ( ERCC1 ), ERCC2 (XPD), ERCC3 ( XPB ), ERCC4 (XPF), ERCC5 (XPG), ERCC6 (CSB) и ERCC8 (CSA).

Мыши- мутанты ERCC1 с дефицитом репарации ДНК демонстрируют признаки ускоренного старения и имеют ограниченную продолжительность жизни. Ускоренное старение мутанта затрагивает множество органов.

Мутации в гене ERCC2 (XPD) могут приводить к различным синдромам: пигментной ксеродермии (XP), трихотиодистрофии (TTD) или комбинации XP и TTD (XPTTD) или комбинации XP и синдрома Кокейна (XPCS). И TTD, и CS демонстрируют признаки преждевременного старения. Эти особенности могут включать сенсоневральную глухоту , дегенерацию сетчатки, гипометилирование белого вещества, кальцификацию центральной нервной системы, снижение роста и кахексию (потерю подкожно-жировой ткани). Фибробласты XPCS и TTD от человека и мыши с мутантом ERCC2 (XPD) демонстрируют доказательства дефектного восстановления окислительных повреждений ДНК, которые могут лежать в основе сегментарных прогероидных симптомов (преждевременного старения) (см. Теорию старения повреждений ДНК ).

Мутации в гене ERCC3 (XPB) могут приводить у людей к пигментной ксеродермии (XP) или XP в сочетании с синдромом Кокейна (XPCS).

Дефицит ERCC4 (XPF) у людей приводит к множеству состояний, включая ускоренное старение.

У людей мутационные дефекты в гене ERCC5 (XPG) могут вызывать либо предрасположенное к раку состояние xeroderma pigmentosum (XP) отдельно, либо в сочетании с тяжелым расстройством нервного развития, синдромом Кокейна (CS) или младенческой летальной церебро-окулофасциальной инфекцией скелетный синдром. ERCC5 (XPG) мутантные мыши модель представляет черты преждевременного старения , включая кахексии и остеопороз с выраженными дегенеративными фенотипами в печени , так и головном мозге. У этих мутантных мышей развивается мультисистемный дегенеративный фенотип преждевременного старения, который, по-видимому, усиливает связь между повреждением ДНК и старением (см. Теорию старения повреждения ДНК ).

Синдром Кокейна (CS) возникает из-за мутаций зародышевой линии в одном из двух генов: ERCC8 (CSA) или ERCC6 (CSB). Мутации ERCC8 (CSA) обычно вызывают более умеренную форму CS, чем мутации ERCC6 (CSB). Мутации в гене CSA составляют около 20% случаев CS. Лица с CSA и CSB характеризуются тяжелым постнатальным ростом и умственной отсталостью, а также ускоренным старением, приводящим к преждевременной смерти в возрасте от 12 до 16 лет.

Снижение ЧЭИ с возрастом

В обзоре Горбунова и др., Исследования НЭР в различных клетках и тканях молодых и пожилых людей часто показывают снижение емкости НЭР с возрастом. Это снижение может быть связано со снижением конститутивных уровней белков, используемых в пути NER.