Transcript No Slide Title

SISTEMI REPARACIJE
MOLEKULA DNK
DEPURINACIJA
5000 baza / po genomu / po danu
O
N
H
N
H
0
0
N
P 0 CH2
0
N
N
H
0
0
H
0
H2O
C1
OH
P 0 CH2
0
0
O
N
guanin
N
H
H
N
N
N
H
H
depurinisani šećer
DEAMINACIJA
H
H
N
H
0
0
N
H
H
O
N
P 0 CH2
0
o
0
H2O
0
NH3
0
H
citozin
100 baza / po genomu / po danu
O
N
P 0 CH2
0
H
N
0
uracil
DIMER TIMINA
P
O
O
N
H
O
N
P
O
N
C
O
CH3
C
N
C
C
H
H
O
CH3
H
P
O
O
N
N
O
H
P
H
CH3
DIMER TIMINA
G
G
A
C
A
A
T
A
G
C
C
C
T
G
T
T
A
T
C
G
A A
G
G
A
C
T
A
G
C
C
C
T
G
A
T
C
G
T T
‘’PROOFREADING’’ AKTIVNOST DNK POLIMERAZE
T
T
T
T
5’
P
P
P
3’
P
P
P
A
A
T
T
A
C*
OH
P
A
T
T
P
P
P
3’
P
P
P
P
A
OH
P
A
A
C
P
A
P
A
5’
A
P P P
A
OH
P
P
A
A
A
C
T
T
T
5’
P
P
P
3’
P
P
P
A
A
A
P
T
OH
OH
P
A
P P P
P
A
T
P
A
A
OH
MEHANIZMI REPARACIJE DNK
I
DIREKTNA ( IN SITU ) REPARACIJA
Fotoreaktivacija
(fotoreaktivirajući enzim)
II
(alkiltransferaza)
Dealkilacija
REPARACIJA PRE REPLIKACIJE
Isecanjem baza
Isecanjem nukleotida
III
REPARACIJA POSLE REPLIKACIJE
‘’Mismatch’’ reparacija
Rekombinativna
SOS
DIREKTNA ( IN SITU ) REPARACIJA
FOTOREAKTIVACIJA
1
lezije nastale UV zračenjem
( pirimidinski dimeri )
2
DEALKILACIJA
lezije nastale alkilirajućim agensima
( alkil-guanin )
DIREKTNA REPARACIJA PIRIMIDINSKIH DIMERA
svetlost
e
timin
-
timin
DNK-fotoliaza
fotoreaktivacija
UV zračenje
edimer timina
DIREKTNA REPARACIJA ALKIL-TRANSFERAZOM
DNK alkil transferaza
H
H3C
P
C H
S-H cistein
0
G
C
OH
6
OH
P
narušeno sparivanje G i C usled vezivanja metil- grupe za
atom kiseonika na poziciji 6 guanina
DIREKTNA REPARACIJA ALKIL-TRANSFERAZOM
DNK alkil transferaza
H
C H
S S-metilcistein
H3C
P
0
C
OH
G
OH
normalno sparivanje G i C
P
REPARACIJA PRE REPLIKACIJE
1.
2.
ISECANJEM ( MODIFIKOVANIH ) BAZA
ISECANJEM NUKLEOTIDA
REPARACIJA ISECANJEM NUKLEOTIDA
nukleaza
5’
C T A C G G T C T A C T A T G G
3’
G A T G C C A G A T G AT A C C
5’
C T A C G G T C T A C T A T G G
3’
G A T G C C A G A T G AT A C C
helikaza
C T A C G G T C T A C T A T G
5’
G
3’
G A T G C C A G A T G AT A C C
DNK polimeraza
5’
C T A C G G T C T A C T A T G G
3’
G A T G C C A G A T G AT A C C
ligaza
5’
C T A C G G T C T A C T A T G G
3’
G A T G C C A G A T G AT A C C
ISECANJE NUKLEOTIDA KOD E. coli
dimer
5’
3’
5’
3’
Uvr B
Uvr A
ATP ADP+P
Uvr C
5’
3’
3’
5’
OH
P
helikaza
OH
5’
3’
OH
P
P
DNK polimeraza
OH
ligaza
P
ISECANJE BAZA
1. Isecanje nukleotida
3’ 5’
2. DNK polimeraza umeće
ispravan nukleotid
3. Deluje DNK ligaza
REPARACIJA AP MESTA
AP endonukleaza
Egzonukleaza
DNK polimeraza
Ligaza
prepoznaje AP mesto i seče lanac
uklanja segment DNK lanca
popunjava prazninu
povezuje niti
DNK GLIKOZILAZA
deaminirani citozin
5’
CT A C A U G C A T C
3’
GA T G T G C G T A G
U
5’
CT A C A
Uracil DNK glikozilaza
G C A T C
3’
AP endonukleaza +
fosfodiesteraza
CT A C A
G C A T C
DNK polimeraza + ligaza
CT A C A C G C A T C
REPARACIJA POSLE REPLIKACIJE
1. ‘’MISMATCH’’ REPARACIJA
pogrešno sparene baze
2. REKOMBINATIVNA REPARACIJA
pirimidinski dimeri
modifikovane baze
nesparene baze ...
3. SOS REPARACIJA
oštećenja većeg obima
‘’MISMATCH’’ REPARACIJA
+
M
+
CH3
5’ GA*TC
5’ GATC
+
‘’MISMATCH’’ REPARACIJA KOD E. coli
CH3
MutS
5’
3’
G
C T A G
T
G A T C
3’
5’
MutH
CH3
5’
3’
G
C T A G
T
G A T C
3’
5’
MutL
CH3
5’
3’
G
C T A G
G A T C
MutL
3’
5’
‘’MISMATCH’’ REPARACIJA KOD E. coli
CH3
5’
3’
G
DNK polimeraza
C T A G
G A T C
MutL
3’
5’
CH3
5’
3’
G
C
ligaza
5’
3’
G
C
C T A G
G A T C
3’
5’
CH3
C T A G
G A T C
3’
5’
‘’MISMATCH’’ REPARACIJA KOD EUKARIOTA
greška u
novosintetisanom lancu
MutS
MutL
POSTREPLIKATIVNA REKOMBINATIVNA
REPARACIJA
5’
3’
1
3’
5’
lezija
3
2
5’
3’
5’
3’
5’
3’
RecA nukleaza
4
5’
3’
5’
3’
DNK polimeraza + ligaza
5’
3’
5’
3’
verovatnoća da DNK polimeraza pogrešno spari baze
10 -5
verovatnoća da ‘’proofreading’’ aktivnost ne ispravi grešku
10 -2
verovatnoća da postreplikacioni ‘’mismatch’’ ne ispravi grešku
10 -3
ukupna verovatnoća da se dogodi substitucija /
po baznom paru / po replikaciji
10 -5 x 10 -2 x 10 -3 = 10 -10
INAKTIVNI SOS SISTEM REPARACIJE
represija SOS gena
operator
5’
LexA
RecA
3’
mRNK
LexA represor
5’
3’
5’
3’
neoštećena DNK
UvrA
UvrB
...
AKTIVIRANI SOS SISTEM REPARACIJE
operator
5’
LexA
RecA
UvrA
3’
mRNK
LexA represor
recA proteaze
degradirani LexA represor
aktivirane RecA proteaze
5’
3’
5’
3’
oštećena DNK
UvrB
...
Humane nasledne bolesti asocirane sa defektima
sistema reparacije
bolest
Ataxia
telangiectasia
preosetljivost
g zračenje
podložnost
malignitetima
limfomi
Bloom-ov
sindrom
alkilirajući agensi
Fanconi
anemija
karcinomi
limfomi
leukemije
hemijski mutageni
leukemije
Xeroderma
pigmentosum
UV zračenje
karcinomi kože
melanomi
XERODERMA PIGMENTOSUM
Autozomno-recesivni sindrom
Defekt reparacionog mehanizma isecanja nukleotida
Ekstremna osetljivost na
sunčevu svetlost
1000 puta povećana
incidenca kancera kože
Progresivne degenerativne
promene kože i očiju