Oprava DNA: Porovnání verzí

Přidáno 3 624 bajtů ,  před 2 lety
m
Překlad části textu, potřeba dopsat zdroje.
m (Doplnění schéma.)
m (Překlad části textu, potřeba dopsat zdroje.)
Konkrétně způsobem SOS odpovědi reaguje ''Escherichia coli'' a další bakterie, změnou v [[Exprese genu|expresi genů]], na výrazné poškození DNA. Zapojené jsou dva klíčové proteiny a to LexA a RecA. LexA je bílkoviný dimer, [[Transkripce (DNA)|transkripční]] [[Represe (genetika)|represor]] , který se váže na operační sekvence obecně nazývané SOS boxes. Je známo kolem 48 genů, včetně samotného LexA a RecA u ''E. coli, u'' kterých jsou transkripce regulovány genem LexA''.'' SOS odpověd je u bakterií široce rozšířená , ale u některých konkrétních kmenů chybí jako jsou například [[spirochéty]]. Obecnými spouštěči SOS odpovědi jsou v buňce oblasti DNA o jednom vláknu vycházející z replikační vidlice, při oddělení obou vláken od sebe. Oddělení obou vláken DNA je zaručené mechanismem za přítomnosti DNA [[Helikáza|helikázy]]. V počátečním kroku se bílkovina RecA naváže na ssDNA v reakci ATP hydrolýzy vedoucí k vytvoření RecA - ssDNA vláken. RecA - ssDNA vlákna aktivují auto[[Proteáza|proteázu]], která ultimátně vede k výstřihu LexA dimeru a také degradaci. Ztráta LexA represoru indukuje transkripci genů podílejících se na SOS, napomáhá další indukci signálů, inhibice a navýšuje úroveň množství proteinů v procesu řešení poškození.
 
V ''Escherichia coli'', jsou SOS boxesboxy jsou složené z 20sekvence nukletidů dlouhéo sekvencepřibližné délce 20 nukletidů (blízko [[Promotor (genetika)|promotoru]] s strukturou [[Palindrom|palindromu]]). V jiných třídách a kmenech se úseky SOS boxů velmi odlišují (jiné délky i složení sekvencí). Přesto se jedná o jedny z nejsilnějších signálů v genomu. Vysoký obsah informací v SOS boxes dovoluje vázání LexA na různé promotory, umožňuje načasování SOS odpovědi. Geny na opravu DNA jsou vyvolány na počátku mechanismů SOS odpovědi. Jako poslední záchraná možnost, jsou následně vypuštěny translační polymerázy náchylné k tvoření chyb, jako například UmuCD´2 (''DNA polymeráza'' V). K potřebnému snížení koncentrace jednovláknité DNA v buňce, dochází po opravení poškození na DNA, nebo obejití mezery za použití polymerázy a rekombinace. Tím se sníží i množství RecA vláken, vedoucí k snížení aktivity LexA dimeru, který způsoboval vystřihávání. LexA se ke konci naváže k SOS boxům v blízkosti promotoruů a obnoví běžnou expresi genů.
 
== oprava DNA a buněčné stárnutí ==
[[File:Dnarepair1.png|frame|Míra přítomných mechanismů opravy DNA s porovnáním přítomného poškození DNA je důležitým determinantem v patologii buněk]]
 
=== Patologické účinky nedostatečné opravy DNA ===
U experimentálních zvířat s nedostatečnou opravou DNA způsobenou nedostatečným procesem spojeným s geny bylo zaznamenané snížení délky života a zvýšené riziko vzniku rakoviny. U laboratorních myší s deficitem v dominantním způsobu opravy NHEJ a také v údržbě mechanismů spojených s telomerami, bylo časteji zaznamenáno onemocnění [[Lymfom|Lymfomem]] a infekcí, což jim zkracovalo délku života. Podobné změny byly u mýší, které měly menší míru transkripčního proteinu, který uvolňuje DNA helikázu. Vyskytl se u nich předčasný nástup onemocnění souvisejících se stárnutím a s tím spojená kratší délka života. Deficit přítomný u NER, způsoboval u myší kratší délku života, bez navýšení míry mutací.
 
Pokud typ poškození DNA překročí míru, jakou je buňka schopna opravovat, kumulace chyb může v buňce ve výsledku způsobit stárnutí, rakovinu, nebo apoptózu. Zděděné nemoci spojené s poškozeným mechanismem opravy DNA, vedou k předčasnému stárnutí, zvýšené citlivosti na účinky [[Karcinogen|karcinogenů]] a zvýšenému riziku vzniku rakoviny. Na druhou stranu u organismů s zvýšenou mírou opravy DNA a s tím spojených mechanismů, jako napčíklad u ''Deinococcus radiodurans'' se projevuje rostoucí rezistence na narušení obou vláken DNA. Kdy toto narušení může být způsobené radioaktivitou. Zvýšená rezistence je zapřičiněna navýšenou efektivitou procesů opravy DNA a především NHEJ.
 
=== Dlouhodobá a kalorická omezení ===
Bylo identifikováno několik konkrétních genů ovlivňujících různost v délce života v populaci organismů. Působení těchto genů je velmi závislé na okolním prostředí, konkrétně na složení stravy u jednotlivých organismů. Resktrické v příjmu kalorií, reprodukovatelně vede k prodloužené životnosti u různých druhů organismů. To například snížením [[Bazální metabolický výdej|bazálního metabolického výdeje]]. Nejsou plně známé pochody molekulárních mechanismů, které jsou způsobené restrikcí v příjmu kalorií. Nicméně pochody zapojených genů do opravy DNA se mění za podmínky omezení příjmu kalorií. U několika zapojených látek byly zaznamenány a prokázány účinky odvrácení stárnutí. Například tlumí konstitutivní hladinu mTOR, který signalizuje redukci metabolických reakcí. Souběžně snížuje konstitutivní úroveň počkození DNA indukované reaktivními sloučeninami s kyslíkem, které jsou generované z vnějšího prostředí.
 
Například navýšení výskytu jednoho konkrétní genu v genomu (SIR-2), který reguluje obalování DNA v háďátku obecném. Obecně háďatku navýší délku života. Analogový gen (genu Sir-2) u savců indukuje faktory opravy DNA typu NHEJ. Restrikce kalorií byla spojena s mírou excitace opravy bází v nuklearní DNA hlodavců, nicméně podobné procesy nebyly pozorovány u [[mitochondriální DNA]].
 
Gen AGE-1 u háďátka obecného, dramaticky prodlužuje délku života pod podmínkami dodávaní různého typu stravy. Nicméně vede pod kalorickou restrikcí k snížení reproduknčního stavu zdraví. Tyto pozorování potvrzují teorii pleiotropie o biologickém původu procesu stárnutí. V podstatě odkazuje na to, že geny užitečné k přežití, budou v raném vývoji vybrány k aktivování u živého organismu i přesto, že v sobě souběžně nesou i znevýhodnění rozvijející se až později během života.
 
== oprava DNA a rakovina ==
569

editací