Молекулярная биология для биоинформатиков презентация

Содержание

Лекция №7 Репарация ДНК Как ДНК сохраняет стабильность? Причины ошибок: Химические агенты Излучение Ошибки репликации Системы репарации в клетке (исправление ошибок в ДНК) Восстановление поврежденной цепи по

Слайд 1Молекулярная биология для биоинформатиков


Академический университет


Ефимова Ольга Алексеевна

В презентации выборочно использованы слайды

из курса «Мутационный процесс» СПбГУ

Слайд 2Лекция №7 Репарация ДНК

Как ДНК сохраняет стабильность?

Причины ошибок:
Химические агенты
Излучение
Ошибки репликации

Системы репарации

в клетке (исправление ошибок в ДНК)

Восстановление поврежденной цепи по неповрежденной матрице

Слайд 3Повреждения ДНК приводят к нарушению Уотсон-Криковской структуры, локальной денатурации, блокированию репликации
системы

репарации

Контрольные точки check-points

Слайд 4Сигналы для репарации ДНК:


Непосредственно повреждение ДНК

События в цитоплазме, например окислительный стресс
Репарация

поврежденной ДНК – часть общей адаптивной реакции клетки на повреждающие воздействия

Слайд 5Системы репарации
Прямая репарация (фотореактивация)
Эксцизионная репарация
Mismatch repair
Base excision repair (BER)
Nucleotide excision

repair (NER)
Пострепликативная (рекомбинационная) репарация
SOS-репарация

Слайд 6Фотореактивация
UV-A (320–400 nm)
UV-B (290–320 nm)
UV-C (100–290 nm)

Слайд 7УФ излучение

Слайд 9Фотореактивация (прямая репарация)

Слайд 10

75% 25%
Изгиб ДНК 7-9 ° 44°

Повреждения ДНК из-за УФ

Слайд 11Где чаще всего возникают фотопродукты?
Последовательности ДНК, которые облегчают изгиб и раскручивание

ДНК: ssDNA, ТАТАА бокс.

Если CPD возник?

Влияние на транскрипцию
CPD и 6-4PP блокируют РНК- полимеразу II млекопитающих
РНК полимераза II остается связанной с точкой препятствия, в результате снижается как уровень РНК полимеразы, так и блокируется транскрипция соответствующего гена.

В основном CPD и 6-4PPs блокируют транскрипцию, и только небольшая часть приводит к мутациям.

Слайд 12Фотореактивация (1963г)
Гены PHR/PRE
Кодируют фермент фотолиазу, мономерный флавин-зависимый фермент
Кофакторы : FADH- и

5,10-метенилтетрагидрофолат (5,10-MTHF)
Связывается в темноте с димерами ТТ
На свету кофактор абсорбирует фотон
Используя эту энергию фотолиаза расщепляет ТТ димер
Фотолиаза освобождает ДНК

Слайд 13Фотореактивация

Слайд 14Direct repair by photoreactivation.

Слайд 15Фотолиазы
Принадлежат большому семейству фотолиаз-криптохромов.
Представители этого семейства широко распространены во всех

царствах
В соответствии с их функцией:
CPD-фотолиазы - репарируют CPDs,
(6-4)PP- фотолиазы – репарируют (6-4) фотопродукты
Криптохромы. Не участвуют в репарации ДНК, происходят от фотолиаз. У растений криптохромы регулируют рост, регулируемый синим светом, а у животных – циркадные ритмы.

Слайд 16Фотолиазы имеют два типа хромофоров
FADH (флавинадениндинуклеотид) и MTHF (метенилтетрагидрофолат) .

Каталитический

кофактор FADH –непосредственно взаимодействует с субстратом –(ТТ димером) в фоторепарирующей реакции.

Светоуловитель MTHF– действует как антенна, улавливает энергию и передает ее каталитическому ко-фактору.

Слайд 18Системы репарации
Фотореактивация (прямая репарация)
Эксцизионная репарация
Mismatch repair
Base excision repair (BER)
Nucleotide excision

repair (NER)
Пострепликативная (рекомбинационная) репарация
SOS-репарация

Слайд 19Mismatch repair (MMR)

Слайд 21Последствия появления ММ

Слайд 22If the tautomeric shift is
slow, DNA polymerase
moves on and a mismatch
is

incorporated into the
DNA

Слайд 23Deamination of Cytosine creates a G-U mismatch
Easy to tell that U

is wrong

Deamination of 5-methyl cytosine creates a G-T mismatch
Not easy to tell which base is the mutation.

В 50% случаев G “исправляется” на A, что
приводит к мутации

Слайд 24Пути коррекции ошибочно спаренных оснований (ММ)
Коррекция с помощью 3’→5’ экзонуклеазной активности

полимераз
Мисмэтч репарация: выявляет некомплементарную пару только на дочерней цепи ДНК и производит замену неправильного основания только на дочерней цепи.

Слайд 25Основные белки метил-направляемой MMR в E. coli
Mut S и Mut L

узнают ММ

Mut H -
Узнает полуметилированный
сайт GATC и делает надрез

MutU (UvrD) –геликаза II раскручивает дуплекс и освобождает надрезанную область

Слайд 26A closer look at mismatch repair

Слайд 27Mismatch mechanism
PLAY

Слайд 28Гомологи генов MutS, MutL у эукариот

Слайд 29MMR у человека
PCNA

Слайд 31Нуклеозид
Нуклеотид (монофосфат)
Эксцизионная репарация оснований (BER) и нуклеотидов (NER)

Слайд 33Base excision repair

Слайд 34Repairing apurinic and apyrimidinic sites

Слайд 35Nucleotide excision repair

Слайд 36У всех живых организмах NER состоит из следующих этапов:
Узнавание повреждений
Связывание мультисубъединичного

комплекса с поврежденным сайтом
Двойное надрезание поврежденной цепи на несколько нуклеотидов от поврежденного сайта в обоих направлениях 5' и 3'
Освобождение олигонуклеотида, содержащего повреждение между двумя надрезами
Заполнение образовавшейся бреши ДНК полимеразой
Лигирование

Слайд 37
Mechanism of Incision by the NER Pathway
E. coli
5’

incision is 8 nuc. from lesion
3’ incision is 4 nuc. from lesion

Mammals
5’ incision is 22 nuc. from lesion
3’ incision is 6 nuc. from lesion

PLAY

Слайд 38
Genetics of NER in Humans
Xeroderma Pigmentosum (classical)
Occurrence: 1-4 per million

population
Sensitivity: ultraviolet radiation (sunlight)
Disorder: multiple skin disorders; malignancies of the skin;
neurological and ocular abnormalities
Biochemical: defect in early step of NER
Genetic: autosomal recessive, seven genes (A-G)

Xeroderma Pigmentosum (variant)
Occurrence: same as classical
Sensitivity: same as classical
Disorder: same as classical
Biochemical: defect in translesion bypass

Слайд 39
Xeroderma Pigmentosum

Слайд 40
Genetics of NER in Humans
Cockayne’s Syndrome
Occurrence: 1 per million population

Sensitivity: ultraviolet radiation (sunlight)
Disorder: arrested development, mental retardation,
dwarfism, deafness, optic atrophy, intracranial
calcifications; (no increased risk of cancer)
Biochemical: defect in NER
Genetic: autosomal recessive, five genes (A, B and XPB, D & G)

Слайд 41
Cockayne’s Syndrome

Слайд 42
Genetics of NER in Humans
Trichothiodystrophy
Occurrence: 1-2 per million population
Sensitivity:

ultraviolet radiation (sunlight) in subset of patients
Disorder: sulfur deficient brittle hair, mental and growth
retardation, peculiar face with receding chin, ichthyosis;
(no increased cancer risk)
Biochemical: defect in NER
Genetic: autosomal recessive, three genes (TTDA, XPB, XPD)

Слайд 43
Trichothiodystrophy

Слайд 45Системы репарации
Фотореактивация (прямая репарация)
Эксцизионная репарация
Mismatch repair
Base excision repair (BER)
Nucleotide excision

repair (NER)
Пострепликативная (рекомбинационная) репарация
SOS-репарация

Слайд 47Пострепликативная (рекомбинационная) репарация

Слайд 48SOS system

Слайд 49SOS system

Слайд 50Репарация двуцепочечных разрывов

Похожие презентации

Презентация 2 182
Цифровые многоканальные телекоммуникационные системы 365
ИНТЕРНЕТ -ТЕСТИРОВАНИЕ ШКОЛЬНИКОВ 189
"Гужевой транспорт" для детей средней группы 344
НИТЬ СУДЬБЫ 262
Инфраструктура ЗАО Синтерра для реализации корпоративных инфокоммунтикационных решений Старикова Л.Н. Руководитель группы стратегического маркетинга Москва 2009 213

Обратная связь

Если не удалось найти и скачать презентацию, Вы можете заказать его на нашем сайте. Мы постараемся найти нужный Вам материал и отправим по электронной почте. Не стесняйтесь обращаться к нам, если у вас возникли вопросы или пожелания:

Email: Нажмите что бы посмотреть 

Что такое ThePresentation.ru?

Это сайт презентаций, докладов, проектов, шаблонов в формате PowerPoint. Мы помогаем школьникам, студентам, учителям, преподавателям хранить и обмениваться учебными материалами с другими пользователями.

Для правообладателей

Яндекс.Метрика