В эмбриональных и других быстроделящихся клетках есть фермент – теломераза, которая в процессе репликации может достраивать теломеру, увеличивая число репликаций

Если вводить в клетку теломеразу, открывается возможность продление жизни клетки

Например введение стволовых клеток – обновление тканей, предупреждение старения

Повреждение структуры ДНК

Ошибки при репликации, то есть встраивание некомплементарных оснований тут же исправляются репаративными системами

В репаративную систему входят:

Белки-ферменты узнающие ошибку

Белки- ферменты разрезающие в этом месте цепочку

ДНК-полимеразы достраивающие нить

ДНК-лигазы (сшивающие нить) завершающие репарацию

Индуцированные повреждения ДНК между репликациями могут возникать под действием УФ, рентгеновского излучения, химических агентов и свободных радикалов

При таких повреждениях репаративные системы могут быть не состоятельны, изменения ДНК сохраняются – образуются мутации

Защита генома от мутаций

Репаративные системы

ненесущие информации участки ДНК, их около 90%, всего 10% ДНК – информативные

Не каждая мутация проявится фенотипически, благодаря вырожденности кода

Клетки, в которых происходит обширная мутация погибает путем апоптоза

Апоптоз – процесс естественной смерти клетки, морфологически проявляется прогрессирующей фрагментацией клеточных компонентов, включая ДНК

Происходит гидролитический распад белков под действием протеаз, называемых каспазами и распад ДНК с помощью ДНКаз

Эти ферменты не находятся в лизосомах, в отличии процессов, происходящих при некрозе, где работают лизосомальные ферменты

Апоптоз –физиологический процесс, активирующийся не только у мутагенных клеток, но также активируется у высокоспециализированных клеток

Например у клеток, формирующих иммунный ответ организма, при воспалении, после устранения патогена, у лейкоцитов активируется аппоптоз.

Изменения первичной структуры ДНК называются мутациями

«Полезные» мутации способствуют адаптации к внешней среде, «вредные» к развитию заболеваний

Мутации в ДНК половых клеток вызывают наследственные заболевания

Если мутирующая соматическая клетка не погибнет путем апоптоза, она может трансформироваться в опухолевую клетку, где будет нарушена регуляция репликации, способствующая опухолевому росту

Регуляция репликации

Длительность фаз клеточного цикла различна у различных типов клеток (более 200 видов) G₁-G₀- фаза покоя, при этом некоторые клетки не могут перейти в S-фазу (репликации) (нейроны, миоциты)

Основным фактором, который включает, замедляет, восстанавливает репликацию в S-фазу клеточного цикла, а также регулирует прохождение клеток по другим фазам клеточного цикла является повреждение ДНК и мутации.

В каждой фазе клеточного цикла осуществляется контроль структуры ДНК и если в ней находятся ошибки – прохождение клетки по клеточному циклу затормаживается, а если ошибка не исправляется – цикл останавливается.