Причины и возможные последствия повреждения ДНК

Молекула ДНК, как и любая другая молекула, может получить повреждения. Они могут быть различными. Может быть поврежден один нуклеотид или сразу пара нуклеотидов. Может произойти разрыв одной из цепей ДНК или даже обеих цепей одновременно.

Причин для таких повреждений может быть множество (рис. 24.1). Нередко ДНК повреждается ультрафиолетовым или радиоактивным излучением. Существенную опасность представляют некоторые химические вещества. Кроме того, причиной дефекта может быть ошибка при репликации. Так, во время репликации вместо одного нуклеотида в цепь случайно может попасть другой.

Рис. 24.1. Распространенные причины повреждений ДНК

Рис. 24.2. Пример репарации ДНК

Последствия таких повреждений для клеток могут быть негативными. Гены, структура которых нарушается, могут перестать производить свои продукты — РНК или белки. Например, если из-за повреждения один из кодонов РНК будет кодировать не аминокислоту, а стоп-кодон. Тогда будет синтезирована только половина молекулы белка. Очевидно, что такая молекула не сможет работать и выполнять свои функции.

Процессы репарации ДНК

Процесс, который позволяет живым организмам устранять повреждения, возникающие в ДНК, называют репарацией. Большинство репарационных механизмов основаны на том, что ДНК — это двуцепочечная молекула, то есть в клетке есть две копии генетической информации. Если одна из них повреждается, то ее можно восстановить с помощью второй копии, взяв ее за образец.

Процесс репарации происходит в несколько этапов (рис. 24.2). Для его осуществления клетки используют специальные ферменты.

Повреждения ДНК могут быть разными. Для каждого из них существуют собственные системы репарации. Одни дефекты могут быть исправлены с помощью только одного фермента, другие требуют участия комплекса ферментов.

Под действием многих факторов (ультрафиолетовое или радиационное излучение, влияние определенных химических веществ, ошибки репликации и др.) в молекулах ДНК могут возникать повреждения. Для их исправления в клетках существует система репарации ДНК.