Механизм коррекции генетических ошибок

Наши клетки подвергаются многократным изменениям – многие отмирают, а на их место приходят другие. Когда клетка делиться должно получиться две абсолютно одинаковых дочерних клетки, однако образование новой молекулы ДНК очень сложный процесс и ошибки в нем неизбежны. Именно эти ошибки и вызывают «неполадки» в нашем организме и значительно сокращают продолжительность жизни.

Но природой предусмотрены процессы, направленные на коррекцию допущенных ошибок. Причем они не везде одинаковы, существуют некие «элитные» участки, на которых они используют весь свой потенциал, на других участках – только частично. Механизм, регулирующий степень защищенности ДНК, был обнаружен ученными из Рочестерского университета США.

Исследователи предполагают, что в скором будущем можно будет повышать степень защиты генетической информации искусственным путем. По их мнению, это приведет к снижению риска возникновения онкологических заболеваний и увеличению продолжительности жизни.

Результаты данного исследования были опубликованы в Journal of Biological Chemistry. Исследователи пришли к выводу, что важную роль в регуляции сохранности ДНК играет процесс ацетилирования – присоединения к органическим веществам остатка уксусной кислоты.

В проведенных ранее исследованиях было обнаружено, что в процессе эволюции человечества образовалось два режима контроля сохранности ДНК в процессе деления клеток. Стандартный режим, в котором процесс репликации (деление ДНК) и уровень коррекции ошибок средние, и элитный, с высокой точностью исправления ошибок.

Такое разделение объясняется экономией энергии. Существует определенная часть белков, которая крайне необходима для выживания организма: белки клеток печени, кровяные белки, белки сердечных клеток и т.д. Именно из них и состоит элитная группа, генетический материал которой особенно бережно охраняется. Однако точность копирования требует больших затрат энергии, поэтому участки кодирующие не столь жизненно важные белки, которых большинство, получают меньшее внимание, что в конечном результате и приводит к значительному снижению затрат.

До последнего времени ученные не предполагали каким образом регулируется степень защиты участков ДНК. Авторами исследования было обнаружено что степень «заботы» о том или ином участке, определяет именно ацетилирование.

Каким образом это происходит? В процессе дублирования ДНК происходит его разбиение на небольшие фрагменты, которые впоследствии скрепляются в цельную молекулу. При этом один фрагмент содержит большее количество ошибок, а оставшийся – меньшее. Для тех областей ДНК, которые получают стандартную степень коррекции, пятая часть сегмента (в которой содержится наибольшее количество ошибок), маркируется и удаляется, а образовавшаяся пустота перекрывается другим сегментом. Такое перекрытие снижает вероятность ошибок, и чем оно больше тем качественней результат. У «элитных» генов, степень такого перекрытия практически вдвое выше. Однако этот процесс не способен избавить от всех ошибок. Для этого существует другой процесс, который занимается их поиском и исправлением.

«Если удастся найти способ повысить защищенность ДНК, то это поможет нам жить дольше», – такую надежду выразили авторы исследования.

http://www.ufolog.ru/event/11113/