Прямая репарация

Репликационная репарация после метилирования дочерней цепи

Сразу после репликации обеих цепей ДНК молекула оказывается полуметилированной, т. е. метилированы только матричные материнские цепи. Эта разница в материнских и дочерних цепях выявляется с помощью продукта гена dam, особенно в последовательности ГАТЦ (палиндром). В ней обычно метилирован аденин. Фермент гена dam метилирует А в дочерней цепи. В противном случае возникает мутация. В природе широко распространено метилирование цитозина, который потенциально мутагенен, т.к. продуктом его дезаминирования является тимин, спаривающийся с аденином. Метилированные цитозины в ЦЦГГ являются горячими точками мутагенеза, т.е способствуют закреплению мутаций.

Процесс исправления в случае некомплементарного встраивания нуклеотида осуществляется путем вырезания «неправильного» фрагмента ДНК дочерней цепи и застраивания бреши путем репарационного синтеза с использованием в качестве матрицы родительской цепи. В этом процессе участвуют продукты генов mutS, uvrD а также АТФ и дезоксирибонуклеотиды.

Прямая репарация включает несколько наиболее простых механизмов коррекции ДНК, которые осуществляются обычно с помощью одного репарирующего фермента. По такому механизму осуществляются прямая реактивация и прямая фотореактивация.

Прямая реактивация важна для «исправления» алкилированных (в основном метилированных и этилированных) азотистых оснований. У бактерий специальный фермент метилтрансферазаотщепляет алкильную группу от «неправильного» нуклеотида и переносит ее на свой цистеиновый остаток. В результате сам фермент инактивируется, но может служить регулятором собственного гена и некоторых других генов.

Прямая фотореактивацияважна для исправления тиминовых димеров, образующихся при УФЛ-мутагенезе. Тиминовые димеры возникают под воздействием ультафиолетовых лучей за счет образования дополнительных ковалентных связей между двумя соседними тиминами в цепи ДНК. Фермент – фотолиаза (М.м.35 кД), найденный у многих бактерий, с помощью небольшого фрагмента РНК находит на поврежденной ДНК тиминовый димер, присоединяется к нему, активируется под воздействием видимого света (с длиной волны 300-600 нм) и производит «расшивание» димера. После восстановления структуры ДНК фермент отщепляется.