Способы поддержания генетического гомеостаза. Механизмы элиминации мутантных клеток

Введение В современном мире, в связи с ухудшением экологии, произошло увеличение случаев возникновения мутаций. Мутагенные факторы вызывают мутации, которые, чаще всего, отрицательно влияют на развитие и существование организма. Принимая это во внимание, многие люди стремятся защитить свое здоровье, изменить образ жизни, место своего постоянного проживания, с целью избежать нежелательных последствий в будущем. В какой степени на нас отражается действие мутаций? В своей работе мы хотели бы показать, что, конечно, мутации представляют значительную опасность, но они не приводят неизбежно к тяжелым последствиям. Мутация - стойкое спонтанное изменение генотипа под воздействием внутренних и (или) внешних факторов. Мутации обладают определенными свойствами: они возникают внезапно, наследуются, ненаправленные, то есть, мутировать может любой ген, вызывая изменения как незначительных, так и жизненно важных признаков. Современные исследования доказали, что ежесекундно наш организм противостоит внешней среде в независимости от того, находимся мы в своей квартире, на работе или же на природе. Чтобы поддерживать общее нормальное состояние (особенно внутреннее), следовательно, нормальное функционирование целой системы, организм обладает специальным свойством, которое называется "гомеостаз. Значительную роль в поддержания постоянства внутренней среды играет генетический гомеостаз. Соответствующие факторы воздействия могут быть физическими (излучения, температура), биологическими (вирусы, простейшие) и химическими (алкилирующие соединения, ксенобиотики). Кстати, химические вещества могут проникать в наш организм и через желудочно-кишечный тракт, элементарно оставаясь на продуктах питания. Мутагены непосредственно воздействуют на молекулу ДНК, модифицируя ее. Ежечасно в нашем организме происходит до 1000 мутаций в каждой клетке [3]. Почему же мы нормально живем и не замечаем этого? Потому что есть специальные методы борьбы с мутациями, которые реализуются на различных уровнях организации живого: .Молекулярно-генетический 2.Клеточный .Организменный .Популяционно-видовой Рассмотрим далее немного подробнее каждый из уровней. Поддержание генетического гомеостаза на молекулярно-генетическом уровне Поддержание генетического гомеостаза на молекулярно-генетическом уровне является одним из базовых звеньев на этапе регулирования постоянства своего внутреннего состояния и дальнейшего сбалансированного функционирования. Основными способами поддержания генетического гомеостаза являются: ·Репликация ·Репарация (может происходить как во время, так и после репликации) ·Точное распределение наследственного материала при митозе Репарация активируется при следующих видах повреждения ДНК: .Повреждение одиночных нуклеотидов или их пары 2.Разрыв цепи ДНК .Образование поперечных сшивок между основаниями одной цепи или разных цепей ДНК Выделяют множество видов репараций, рассмотрим некоторые из них: .Прямая 2.Эксцизионная 3.Пострепликативная 4.Mismatch 5.SOS-репарация 6.Самокоррекция 1. Прямая репарация - простейший путь устранения повреждений в цепочке ДНК с помощью регенерации неповрежденных азотистых оснований алкилтрансферазами либо окислением алкильной группы. Трансферазы - это специфические ферменты, которые способствуют переносу функциональных групп. У млекопитающих они используются для восстановления только гуанина - ферменты O6-алкилгуанинтрансферазы. Они присоединяют к себе метильную группу, таким образом, инактивируются. [Приложение 1] Окисление алкильной группы происходит с помощью белков AlkB Escherichia coli (E. coli) и его человеческих аналогов hABH2 и hABH3 [4], которые окисляют метильные группы метиладенина и метилцитозина, восстанавливая их до аденина и цитозина соответственно. 2. Эксцизионная репарация - наиболее распространенный метод удаления поврежденных или ошибочно