Nobel-díj a kémia - 2015 • Dmitrij Zharkov • Tudományos hírek a "Elemek" • Nobel-díjak, kémia

Nobel-díj a kémia – 2015-ben

A kémiai Nobel-díjasok 2015-ben: Tomas Lindahl, Paul Modrich és Aziz Sancar. Fotó © Cancer Research UK / K. Wolf / M. Englund

Október 7-én bejelentették a kémiai Nobel-díjasokat. Ők a svéd származású britek, Thomas Lindahl (Tomas Lindahl), az amerikai Paul Modric (Paul L. Modrich) és a török ​​eredetű amerikai Aziz Sanjar (Aziz Sancar). A Nobel-bizottság megjegyezte, hogy ezek a tudósok hozzájárulnak a DNS-javító mechanizmusok tanulmányozásához – fontos intracelluláris rendszer, amely számos DNS-replikáció során felmerülő károsodás megállapítására és kijavítására irányul, vagy fizikai vagy kémiai anyagoknak való kitettség eredményeként. A rendszer munkájának megzavarása számos súlyos örökletes betegséggel jár együtt, sőt, nélküle, összetett életformák aligha léteznek.

Hogy kezdődött mindez

Amikor a második világháború véget ért, különböző szakmákból álló emberek különbözőképpen összegezték. A politikusok átalakították a világtérképet, a tábornokokat – újraépített taktikát és stratégiát újfajta fegyverekkel … Volt még az orvosok eredményei is. A háború bemutatta az új típusú kábítószerek – antibiotikumok mágikus erejét, amelyek 1944 óta megmentették a sebesültek tízezreinek életét.

Ezért a háború vége után a fiatal mikrobiológus, Albert Kölner, aki a Cold Spring Harbor-ban dolgozott egy olyan molekuláris biológiában, amely még nem lett Mekka, divatos témában vett részt abban az időben, amelyek új antibiotikumokat termelhetnek, vagy legalábbis bkörülbelülNagyobb mennyiségű már ismert antibiotikum. A pincér úgy döntött, hogy a sztreptomiceták kultúráját ultraibolya fényben sugározza meg, amelynek mutagén tulajdonságait már ismerték. De a dolgok nem kezdték meg a dolgokat: a kísérleteket gyengén reprodukálták. Egyes besugárzott kultúrák jól fejlődtek, mások rosszul, és nem vettek észre mintákat.

Ha Albert Kelner nem tisztességes tudós, és nem jegyezte fel kísérleteinek minden részletét, valószínűleg elhagyta volna projektjét, és a 2015-ben a kémiai Nobel-díjat teljesen más művekért kapta volna meg. Azonban, miután alaposan elemezte mindent, ami rosszul ment volna, Kellner helyes következtetést tett. A besugárzás után üvegbuborékba merített baktériumok tenyésztését végezték.Az ablakon átforduló lombikokban a baktériumok túléltek az UV jobb és az árnyékolt állapotban még rosszabbak.

A pincér kitalálta, hogy a napfény valamilyen módon kiváltja a baktériumok folyamatát, ami segít az UV károsodás javításában. Ezt a jelenséget hamarosan hívták photoreactivationés ő lett az első ismert biológus DNS-javítás. Egyik jelenlegi nyertes, az Aziz Sanjar posztgraduális évében nagyon hatékony kísérletet készített a fotoreaktivációs rendszer erejére: a petri-csészék ultraibolya fényben besugárzották a baktériumokat egy halálos dózisban, így 10 millióból kevesebb, mint egy sejt megmaradt, majd ragyogott rájuk fotó vaku. Az 1 milliszekundumot tartó fény elég volt a túlélő baktériumok számának növekedéséhez százezer alkalommal!

Sajnos, Albert Kelner nem élt a mai napig, és még csak nem is kapott egy jól megérdemelt hírnevet – időnkben elég megmondani, hogy nincs róla cikk a Wikipédiában. Kölnertől függetlenül, és szó szerint néhány héttel később, a Renato Dulbecco – a híres olasz-amerikai virológus, aki később megkapta a Nobel-díjat – felfedezte a fotoreaktivációt, de nem a javítás felfedezésére, hanem az onkovovusokkal való munkára.Érdekes módon Kellner Dulbeccót írta felfedezéséről, de éppen akkor kapott levelet, amikor kísérleteket végzett az ultraibolya sugárzású bakteriofágok túléléséről – ugyanazokkal az eredményekkel és következtetésekkel, mint Kellner.

Ezért a jelenlegi díj megfogalmazása "a DNS-javítás mechanizmusainak tanulmányozására", és nem "a DNS-javítás felfedezésére". Az úttörők nem éltek túl, és ezen a területen nem voltak számok, amelyekről azt mondhatnánk, hogy letették. A 2015-ös díjasok óriási mértékben járultak hozzá a DNS-javítás tanulmányozásához, de együtt dolgoztak más, nem kevésbé jó tudósokkal. A DNS-javításban részt vevő kutatók között még az uralkodó vélemény is az volt, hogy a Nobel-díjat nem adják meg – annyira nehéz kiválasztani a győzteseket a sok méltó közül.

De mielőtt Thomas Lindahl, Paul Modric és Aziz Sanjar kutatásairól beszélnénk, érdemes néhány szót szólnunk a DNS-javításról általában. Valójában ez nem is egy mechanizmus, de legalább hat különböző – és attól függően, hogy mi a javításra, akkor számíthat nyolc.

A dohányzás káros, a légzés káros, az élet káros

Azt mondják, hogy minden perc közelebb visz a halálhoz.Biokémikus szempontjából ez nem csak egy triviális kifejezés. Minden élő szervezet DNS-je folyamatosan káros tényezők. Néhányan kívülről származnak – ugyanazok az ultraibolya, a sugárzás, ezer kémiailag aktív anyag az ételeinkben (tudta-e, hogy egy csésze kávé több száz olyan vegyületet tartalmaz, amelyek nagy dózisban mutagén hatásúak?).

De sokkal fontosabbak a belső tényezők, amelyeket elvben nem lehet elkerülni. Három fő tényező van. Először, az egész anyagcseréje oxigénes légzésen alapul. A mitokondriumok, a celluláris organellák, amelyekben oxigént használnak az ATP termelésére, sejtjeink "energia pénznemére", nem működnek abszolút hatékonysággal, és az aktív oxigén aktív formái kiszivárognak belőle és károsíthatják a DNS-t. Másodszor, mint ismeretes, átlagosan 60% vízből állunk, amely általában szintén nagyon aktív vegyület és folyamatosan hidrolizálja a DNS-t. Végül egy másik fontos károsodás a DNS-ben az általa másolt enzimek hibája – DNS-polimerázok; a helytelenül beépített nukleotidok száma körülbelül 300 000 az egyes sejtosztódásokra.

Képzeld el, hogy a probléma nagysága könnyű újratervezést tesz lehetővé.Ha egy transzszibériai vasút formájában egyetlen emberi sejt DNS-ét képzeli el, és becsléseket állít össze minden ismert károsodás esetében, akkor kiderül, hogy az egyes emberi sejtek DNS-jében naponta bekövetkező károsodás mennyisége minden 100 méteres Transsib-nek egy bomlásnak felel meg. Nem minden szervezet képes lenne túlélni egy ilyen terhelés alatt.

Az a tény, hogy még mindig életben vagyunk, a DNS javításának érdeme. Mint már említettük, hat fő mechanizmusa van, és a jelenlegi nyertesek közvetlenül kapcsolódnak négyhez.

Jóvátételt. A legegyszerűbb módja

Menjünk vissza a fotoreaktiválás kezdetére. Ez a mechanizmus egyik konkrét példája reaktiválásivagy közvetlen helyreállításamelyben a sérült DNS-kapcsolat normál formává változik, bármiiyen közbenső lépés nélkül. A fotoreaktiválás esetében ez történik. Az ultraibolya fény hatására a szomszédos timbin bázisok a DNS-ben egymással keresztkötöttek, és úgynevezett ciklobután-pirimidin dimereket képeznek, amelyek nagymértékben torzítják a DNS-szerkezetet és megakadályozzák, hogy a DNS-polimerázok a sérült területet másolják.A baktériumok tartalmazzák az enzim fotolázzt is, amely a látható fény energiáját használja a dimer bázisai közötti kötések megosztása érdekében, majd két timinbe fordítja (1.

Ábra. 1. A reakciót a fotoláz katalizálja. A kék színnek megfelelő hullámhosszú fotont az enzim abszorbeálja, és energiája (hν) a timint dimer külön timinra osztják

A karriert fotolézázással kezdték Aziza Sanjara. Nem, nem nyitotta ki – az 1950-es évek végén Stan Rupert (Claud S. (Stan) Rupert) végezte, amelynek laboratóriuma, amely egy évtized és fél év után érkezett egy Isztambuli Egyetem fiatal végzettje. Sanjar volt az első, aki fotolázzt klónozott, vagyis elszigetelte a gént kódoló gént, majd géntechnikai fehérjét termelt. A baktériumoknak nagyon kevés természetes fotolázája van, és ez a munka döntő fontosságú volt a fotoreaktíváció tanulmányozásához – immár nagy mennyiségben fehérjéket termeltek és alaposan tanulmányozták, amit Sanjar aktívan és sokáig foglalkozott. A kémikusok gyakran tiltakoznak, amikor a kémia nyereményeit a biológusok kapják. De azt kell mondanom, hogy a fotoláz egy nagyszerű példa egy komplex vegyi rendszerre, amely fotokatalízist hajt végre: egy foton által előidézett energiaút,a ciklo-bután-pirimidin dimerrel szemben a második kromofórban (flavinadenin dinukleotid) keresztül 5,10-metenil-tetra-hidro-polo-polio-glutamát – a krómfór a fehérje-összetételben – abszorbeálódik, most a kvantummechanikai leíráshoz vezet.

Vágja és cserélje ki

Ez elég ahhoz, hogy megkapja a Nobel-díjat? Ki tudja Az Aziz Sanjár azonban nem csak a fotolázázásra szorítkozott, és abban az időben egy másik homályos jelenséggel foglalkozott, amelyet később "sötét javításnak" neveztek. Valójában az ultraibolya sugárzású baktériumok kijavíthatják a károkat, nem csak a fényben, hanem sokkal több időt vesz igénybe. A fotolázának szinte semmi köze ehhez ("szinte" – mert sokkal később kiderült, hogy segít a sötét javításban, de teljesen nélkülözhető), más enzimek működnek.

Ettől az időből ismert volt, hogy a sötét tímin dimerek fokozatosan eltűnnek a DNS-ből (ez a felfedezés az 1960-as évek elején Richard Setlow-tól származott, aki jól tudta volna a díjat, ha nem halt meg ez év áprilisában ), és hogy a sejtekben az UV besugárzást követően kezdődik a DNS-szintézis (Philip Hanawalt felfedezése szerzője még mindig életben van és aktívan dolgozik 84,de a nyeremény körül ment). Három gént ismertek, amelyek a sötét javításért felelősek voltak, hívták őket uvrA, uvrB és uvrC (uvr – az angol "UV-rezisztens", az ultraibolya ellenálló), de teljesen érthetetlen volt, hogy ez hogyan történik egy sejtben. Ismét a fő problémák az volt, hogy nagyon kevés ilyen fehérje van a sejtben, és nagyon nehéz vizsgálni őket.

Miután felvette ezt a kérdést, Sanjar feltalált egy teljesen fantasztikus módszert bakteriális "maxi-sejtek", amely lehetővé tette számára, hogy elérje a hatalmas többlet a kívánt termék minimális szennyeződést más sejtek fehérjék. Az 1970-es és 80-as évek fordulóján több tucat laboratórium használta fel a fehérjék sokféleségének azonosítására, és maga a feltaláló maga gyorsan felhasználta a génfehérje-termékek jellemzésére. uvrA, uvrB és uvrC és megmutatta, hogy komplexumot alkotnak, amelyet felhívtak ekstsinukleazoy (Excinukleáz) – képes volt vágni (Eng. jövedékiadó) egy darab DNS-t, 13 méretű nukleotidmérettel a timin dimer körül. Ebből az egész mechanizmus nevezik nukleotid excíziós javítás (Nucleotide excision repair, NER, 2. ábra). További vizsgálatok lehetővé tették annak megállapítását, hogy egy fragmens vágása után,a DNS-polimeráz szintetizálja a DNS-lánc normál részét, és a javítási folyamat befejeződik a DNS-ligáz enzimmel, amely visszaállítja a DNS-gerinchálózat integritását.

Ábra. 2. Nucleotide excision repair. Az UvrABC excineum a sérülés körül rövid DNS szakaszt vág le, az UvrD helicáz kiszorítja azt, és a keletkező rés DNS polimerázzal

Amint később kiderült, a nukleotidok kijavítása a teljes életre sokkal fontosabb, mint a fotoreaktiválás. Például, az embernek nincs fotolázja – az összes emlősből, csak a marsupiák megőrzik, a többiek pedig a fotóriázás homológjait, a kriptokrómokat, amelyek felelősek a cirkadián ritmusokért (és Sanjar felfedezésétől is). Ezért az ultraibolya fény károsodása által okozott összes javítás kizárólag a nukleotidok kijavításával foglalkozik. Igaz, ennek a rendszernek a fehérjei egyáltalán nem olyanok, mint a bakteriálisak, de a működési elv ugyanaz – a DNS egy szegmensének kivágása és egy újabb helyettesítésével. A nukleotid kimetszet javításának hibái okozzák a legsúlyosabb örökletes betegséget – a pigment xerodermát, amelyben a legkevesebb napfénynek való kitettség égési sérülést okoz, és az élet néhány évében bőrrák alakul ki.Valójában van bőr: a nyelv csúcsának daganata nagyon jellemző a pigment xerodermára – az ember száraz ajkakat nyalogat a fényben, és ez a másodpercnyi expozíció elegendő ahhoz, hogy a DNS annyi kárt okozzon, hogy a javítás hiányában mutációt és rákot okoznak. Ennél is fontosabb, hogy a fotoreaktiválás a timin dimerekre specifikus folyamat, az egyéb károkat nem korrigálják, de a nukleotid excíziós javítás univerzális, és segít a sokféle DNS-károsodás – mint például a dohányfüst által okozott rákkeltők által okozott – káros hatásainak leküzdésében.

Miután dicsérte a nukleotid kivágás javítását, azonnal meg kell jegyeznünk, hogy a DNS-ben bekövetkező összes károsodás 10% -át kijavítja. A fennmaradó részt két másik nyertes által megnyitott rendszer kezeli. Tevékenységük alapja a DNS sérült részének és újra szintézisének eltávolításán alapul, de a mechanizmusok meglehetősen erősek.

Mi a teendő, ha nem illik?

Beszéljünk mismatch remedések (DNS mismatch repair). Még a neve sem volt szerencsés: a terminológia ezen a területen alakult az 1980-as évek végén, amikor a tudomány nem volt jól a tudomány Oroszországban, ezért nincs általánosan elfogadott kifejezés – nem megfelelő javítás (a szó mismatch valaki a "heteroduplexek javítását", a "nem kanonikus bázispárok javítását" nevezi meg … Mindenesetre ez egy olyan rendszer, amely korrigálja a DNS-polimerázok hibáit, ha a DNS-t a szintézisbe beépítik nem a szükséges nukleotidok – nem alkotnak párokat A: T és G: C, de valami más, például G: T. Ez ritkán történik, de ez megtörténik, mert egyetlen enzim sem működik 100% -os pontossággal.

A DNS-polimerázok ilyen hibáinak kijavításának legfőbb problémája nem a helytelenül beépített nukleotid eltávolítása, hanem hogy hogyan tudjuk, hogy helytelenül szerepel. Valójában ezt megelőzően a sérült DNS-kapcsolatokról beszéltünk – szerkezete eltér a normálitól, és valahogy felismerhető. És mi van akkor, ha mindkét nukleotid normális, de nem felelnek meg egymásnak? Melyik volt az eredeti DNS-ben, az anyai láncban, és amelyet helytelenül vettek be a lányláncba?

Számos baktérium oldja meg ezt a problémát, ha a szülői láncot metilcsoportok segítségével jelöli, amely egy speciális enzim, a DNS-metiláz Dam, az adenin alapjaiba vezet be a -GATC-szekvenciákban.Tehát közvetlenül a DNS szintézis után ez a szekvencia néhány percig semimetilezett marad, vagyis metilcsoportokat hordoz az anyai láncban, és nem tartalmazza őket az újonnan szintetizált lányláncban. Ezúttal a mismatch javító rendszer elég ahhoz, hogy működjön. Emberben az anyai és a lányláncot megkülönböztető mechanizmus eltérő és összetettebb, egyes fehérjék aszimmetrikus kötődésén alapulva, de még mindig létezik, a mismatch javítás nem működhet ilyen mechanizmus nélkül.

Milyen pontosan alakulnak ki az események a metilcsoportokkal ellátott láncok megjelölése után – ezek a legfontosabbak. Paul Modrica a DNS-javítási tanulmányokban. Mire Modric elkezdett dolgozni ezen a téren, a helyzet hasonló volt ahhoz, amellyel Sanjar megtalálta magát: a javításhoz szükséges gének ismertek (Muth, mutL és mutS), nyilvánvaló volt, hogy az anyai és a lánylánc közötti különbség a metilezésen alapul, de senki sem tudta, hogy mi és milyen módon képes minden fehérje ilyen módon. Modric olyan elegáns rendszert hozott létre, amely a bakteriofág DNS-szálak közötti duplexek képződésén alapul, amelyek egy nukleotidtól különbözőek,amely lehetővé tette a hibás pár nukleotidok sorsainak részletes nyomon követését – és a javítórendszer izolált fehérjéivel és a baktériumok sejtjeiben. Mint kiderült, a folyamat azzal kezdődik, hogy közvetlenül a replikáció után a MutH fehérje kötődik a hemimetilezett szekvenciákhoz – GATC -. Ugyanakkor a MutS fehérje két molekula kötődik a rossz pár nukleotidokhoz. Vicces, hogy amikor a tudósok meghatározták a MutS szerkezetét 2000-ben, a két fehérjemolekula kiderült, hogy nagyon hasonlít az imádkozott kezekhez, amelyek között a DNS be van szorítva. Amikor a távolság a dimer MutS és Muth lehetővé teszi számukra, hogy kölcsönhatásba (amelyek teszi őket a harmadik tagja a rendszer, mutL), Muth fehérje alakul át egy endonukleázt, amely hasítja a nem metilált -GATC- lánc szekvencia. Ettől a szünettől kezdve a lány láncolatát eltávolítjuk a hozzá tartozó MutS fehérje irányába. Miután elértük a rossz bázispárat, a DNS megsemmisítését abbahagytuk, majd a hiányzó DNS-t újra szintetizáltuk.

Ábra. 3. Nem megfelelő javítás. A MutS-protein dimerje felismer egy rendellenes pár nukleotidot, és a MutH-proteint a félmetilezett régió -GATC-. Ezután a MutH bevezet egy szünetet a nem methylated láncban, amelyet leányvállalatnak tekintünk,és a rossz párba helyezett DNS-darabot eltávolítjuk és újból szintetizálunk

Mind a baktériumok, mind az emberek nem megfelelő javításának elveit a Paul Modric laboratóriumában fedezték fel. A mismatch-reparation rendszer nagyon hasonlít a bakteriálishoz, kivéve a szülő és lány lánc meghatározásának elvét. A mismatch javításért felelős gének mutációi az örökletes bélrák kialakulásához vezetnek, és a betegség leggyakoribb okai.

A legfontosabb rendszer

Végezetül, forduljunk a harmadik legnagyobb javító rendszernek – kimetszet alap javítás. Tény, hogy először, legalábbis értelemben kell hívni, mert megszünteti a károk túlnyomó többségét. Ezek pontosan azok közé tartoznak, amelyek elkerülhetetlenül felmerülnek a DNS-ben a víz és az oxigén hatása alatt, de sok más sérülést is korrigál. Ha az egyéb kármentesítési rendszerekben fellépő kudarcok súlyos betegségeket okoznak, ritkán kivételes esetekben az emberi bázisok kijavításának meghibásodása nem nyilvánul meg betegségekben – ezek a gyermekek egyszerűen nem jelennek meg, az embriók a legkorábbi szakaszokban meghalnak.

Valószínűleg a bázisok kivágásakor a legérdekesebb az, hogy a toll csúcsán kinyitották, ahogy azt mondják. Ahogy Urren Le Verrier francia csillagász, az Uranus pályájának zavaraival foglalkozott, és felfedezte a Neptunust, így a hetvenes évek elején Thomas Lindal gondoltam a DNS kémiai reaktivitására és felfedeztem egy új mechanizmust a javításra. Lindahl maga állítja, hogy a híres "Fehér Könyv" – a "Nucleic Acids Organic Chemistry" monográfiája, amelyet N. K. Kochetkov akadémikus és társszerzők fordítanak angolra, a világ sok biokémiai laboratóriumában referencia könyv lett. A Lindahl biológus elolvasása után rájött, hogy a DNS kémiailag stabil molekula, amelyet csak ritkán károsítja az ultraibolya sugárzás, a sugárzás vagy a kémiai mutagének, alapvetően hibás – a vízi környezetben lévő DNS véglegesen károsodik. Két egyszerű és könnyen kezelhető kémiai reakció – a citozin uracilvá alakítása (amely rendszerint RNS-ben történik, de nem DNS) és apurináció (adenin vagy guanin DNS-bontása) -Lindahl gyorsan kimutatta, hogy izolált DNS-ben is előfordulnak, és egy élő ketrecben.Ezenkívül, miután egy olyan DNS-t kaptak, amelyben a citozin egy részét uracil helyettesíti, felfedezte az enzimet, amely eltávolította az uracilt szabad bázis formájában – uracil DNS-glikoziláz (Uracil DNS glikozilázok) – és egy új típusú javítást fedeztek fel.

A bázis excíziós javítás útján kicsi károsodott bázisok és felerősített nukleotidok javításra kerülnek, amelyek nem vezetnek jelentős torzulást a DNS-struktúrába, ezért nem ismerik fel a nukleotid excíziós javító rendszer. Először a DNS-glikoszilázok (DNA-glikoziláz) osztályába tartozó enzimek egyike azonosítja a sérült bázist, amely leválasztja a DNS-ből. A DNS-glikozilázok csoportspecifitással rendelkeznek – egyesek csak oxidált purin bázisokat távolítanak el a DNS-ből, másokat oxidálnak a pirimidinek, a harmadik eltávolítják az alkilezett bázisokat, a negyedik uracil kezelést stb. Ezután az AP-endonukleáz enzim megtöri a DNS-t a károsodással, egy (az úgynevezett "rövidre javító javítás") vagy több nukleotid ("hosszú-javító javítás"), és a javítást DNS-ligázzal végezzük. A bázikus kivágás javításában több más fehérje is érintett, de támogató szerepet tölt be.

Ábra. 4. Kivágási javítási alap. A DNS-glikoziláz a sérült bázist vágja le, majd az AP-endonukleáz megtöri a sérült DNS-láncot, majd attól függően, hogy a DNS-polimeráz részt vesz-e, a sérült lánc egy vagy több nukleotidja eltolódik, miközben egy új DNS-szekvenciát

Az elmúlt években kiderült, hogy a kész, kész megoldásokra kész természet, a bázisok kimetszet javítását nemcsak a DNS javításához, hanem a látszólag teljesen idegen dolgokhoz is igazította. Például ugyanazokat az uracil-DNS glikoziláz humán sejteket használják a vírusok leküzdésére, különösen a HIV-vel szemben. Van egy speciális APOBEC enzim, amely a vírus DNS-ben nagymértékben átalakítja a citozint az uracilba, majd az uracil-DNS-glikoziláz ezután feloldja az ilyen DNS-t. Az immunválasz megköveteli az uracil-DNS-glikoziláz részvételét is, amely ebben az esetben felelős számos különböző antitest termelődéséért. A bázisok kivágása javítja az epigenetikai folyamatokat – irányított DNS-módosítást, amely szabályozza a gének aktivitását. A rákos sejtekben bizonyos javítási útvonalakat kikapcsolnak – és a fennmaradó utak, elsősorban a májgyógyászati ​​alapjavítás inhibitorai most új ígéretes gyógyszereknek tekinthetők az onkológiában.

Számos saját felfedezésén túl, Thomas Lindal nagy szolgálatot nyújtott a tudománynak, és ez sok diákot hozott. A DNS-javítás terén a modern vezetők majdnem fele a londoni Clare Hall laboratóriumában (Clare Hall laboratóriumokban) átment a laboratóriumán. Idén júniusban konferenciát rendeztek Lindahl tiszteletére, amelyhez sokan a világ minden tájáról érkeztek, és tudományos szintje valószínűleg a legmagasabb volt, amit csak a sorok szerzője látott.

A díj túloldalán

Téves lenne hallgatni arról a tényről, hogy a DNS-javítás az egyik olyan irányzat, amelyben az orosz tudósok most és jó értékkel versenghetnek a világi klasszikusokkal. Az "érvelés" szó azonban most nem helyénvaló: történelmileg a kárpótlás olyan terület, ahol a heves verseny nem népszerű, éppen ellenkezőleg, a vezető laboratóriumok szorosan együttműködnek. Oroszországban a fő DNS-javítási tanulmányokat az orosz Tudományos Akadémia Szibériai Részlegének Novoszibirszkben található Kémiai Biológiai és Alapkutatási Intézetében több laboratóriumban végzik; Vannak csoportok ebben az irányban a moszkvai Állami Egyetemen, az Orosz Tudományos Akadémia Molekuláris Genetikai Intézetén, az Orosz Tudományos Akadémia citológiai intézetében Szentpéterváron,Petersburg Nukleáris Fizikai Intézet.

A DNS helyreállítása nem korlátozódik a jelen megjegyzésben leírt módszerekre. Vannak is rekombináció javítás (Homológ rekombináció), ha egy másik kromoszómából származó másolatot használnak fel a helyes DNS – szekvencia rekonstruálására, és a nem homológ végek újraegyesítése (Mikrohomológia által közvetített végösszeköttetés), amikor a DNS egy része elvész, de ez gyakran nem fontos, mert nem kódoló régiókba tartozik. Mindkét típusú javítást akkor használják, ha kettős szálú DNS-törést kell megjavítani. Vannak rendszerek kár tolerancia (Transzeszionszintézis), amikor egy sejt képes működni és még osztozik, annak ellenére, hogy genomja nem minden rendben van. Vannak sejtek kárbiztosítási rendszerek (DNS-károsodás), amely meghatározza, hogy mit kell a sejt, ha DNS-je megsérül – elválasztja, megállítja a megosztást és megpróbálja kijavítani a károkat, meghal … Egyébként az utóbbi rendszer tanulmányozására az amerikaiak Stephen Elledge és Evelyn Witkin Evelyn M. Witkin) megkapta a Lasker Award (Lasker Award) címet – a második legrangosabb a biomedicinában; gyakran a Nobel "harbingerének" szolgál. A 94 éves Evelyn Vitkin, aki megnyitotta az első DNS-károsodás elleni koordinált válaszrendszert – az SOS választ – nem valószínű, hogy megvárta a megérdemelt érmet.Hiába Nobel elnyerte a díjat háromnál többel; méltó jelöltek sokkal többet.

forrás:
1) Tomas Lindahl. Új enzimkategória természet. 1976. V. 259. 64-66.
2) Tomas Lindahl. A DNS elsődleges szerkezetének instabilitása és bomlása // természet. 1993. V. 362. P. 709-715.
3) A.-Lien Lu, Susanna Clark és Paul Modrich. Alappáros eltérések in vitro // Proc. Natl Acad. Sci. USA. 1983. V. 80. P. 4639-4643.
4) Paul Modrich. A mismatch repair mechanizmusai és biológiai hatásai // Annu. Rev. Genet. 1991. V. 25. P. 229-253.
5) Aziz Sancar, W. Dean Rupp. Egy új javító enzim: UVRABC excíziós nukleáz Escherichia coli DNS szálat vág a sérült terület mindkét oldalán // sejt. 1983. V. 33. P. 249-260.
6) Aziz Sancar. DNS-fotoláz szerkezete és funkciója // biokémia. 1994. V. 33. P. 2-9.

Dmitrij Zharkov


Like this post? Please share to your friends:
Vélemény, hozzászólás?

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: