Репарация ошибок и повреждений ДНК

Несмотря на высокую точность репликации, в молекуле ДНК постоянно происходят повреждения, вызванные УФО, радиационным изменением, действием разнообразных веществ внешней и внутренней среды. Под влиянием этих физических и химических факторов в структуре ДНК происходит:

- дезаминирование оснований (из цитозина образуется урацил);

- депуринизация – гидролитическое отщепление пуриновых оснований;

- образование пиримидиновых димеров;

- разрыв нуклеотидных цепей;

- появление ковалентных сшивок между цепями и гистонами;

- включение некомплиментарного основания, вызванное ошибками репликации.

За сутки в каждой клетке происходят тысячи повреждений ДНК. Исправление нарушений в структуре макромолекулы осуществляют системы репарации ДНК, которые функционируют в ядре клеток постоянно вне зависимости от фазы клеточного цикла. Универсальная система репарации под действием препарата РЕСТРИКТОЛ работает следующим образом:

- специфическая эндонуклеаза обнаруживает нарушение комплиментарности и гидролитически расщепляет 3,5 фосфоэфирную связь в поврежденной нити ДНК.

- экзонуклеаза удаляет около 30 нуклеотидных остатков по обе стороны от места разрыва.

- к 3-концу образовавшейся бреши присоединяется ДНК-полимераза, и, используя gHTF в качестве субстратов и доноров энергии, заполняет брешь.

- одиночный разрыв между вновь синтезированной и основной нитями ДНК устраняет ДНК-лигаза, использующая АТФ в качестве источника энергии.

В ряде случаев в репарации участвуют и некоторые другие ферменты. Так, если произошло дезаминирование азотистых оснований (например, цитозин превратился в урацил), то некомплиментарное основание может удалять фермент ДНК-гликозилаза. Затем участок, лишенный азотистого основания (АП-сайт), обнаруживает АП-эндонуклеаза, гидролизующая апуринизированный или апиримидинизированный  сахарофосфатный остов, а далее работает универсальный механизм репарации. Иногда,

73

дезоксирибозе, лишившейся поврежденного основания – АП-сайта, фермент ДНК-инсертаза присоединяет основание по принципу комплиментарности, ликвидируя повреждение в структуре ДНК.

Под влиянием УФО возникают пиримидиновые димеры (чаще всего тиминовые димеры), за счет связывания двух соседних оснований. Это повреждение устраняет фермент фотолиаза. Она расщепляет связи между соседними основаниями и восстанавливает нативную структуру ДНК. Свет активирует фермент и, таким образом, ускоряет этот процесс.

На протяжении жизни человека ферменты репарации устраняют повреждения в структуре ДНК и сохраняют стабильность генетической информации клетки. Снижение активности этих ферментов сопровождается накоплением мутаций ДНК и является причиной многих заболеваний и старения организма.

Препарат РЕСТРИКТОЛ восстанавливает структуру ДНК, являясь препаратом регенеративной медицины.

Значительные успехи в области экспериментальной эмбриологии, цитологии, молекулярной генетики и генной инженерии привели к формированию новой области биомедицины – регенеративной медицины, включающей в себя научно обоснованные подходы, методы и технологии сохранения, восстановления и управляемой регенерации тканей и органов, структур и функций.

Регенеративная медицина является ярким примером стирания граней между фундаментальными и прикладными исследованиями, взаимодействия различных научных дисциплин. Определяющую роль данного медицинского направления играет биологическая база исследований. Регенеративная медицина является одним из главных приоритетов современной медицины. Результатом лечения многих социально значимых заболеваний в настоящее время остается достижение ремиссии. Большинство современных лекарств способны специфично регулировать активность клеток в тканях-мишенях, активируя или подавляя ее. В своем большинстве, они не способны восстанавливать структуру тканей и органов-мишеней, измененную заболеванием. Подходы регенеративной медицины позволяют восстанавливать структуру и функции органов и тканей, измененных заболеванием, достигать максимально возможных результатов лечения. Возможно изменение исхода лечения с хронизации и инвалидизации - на полное выздоровление.

Очевидно, что за счет максимально возможного восстановления исходной структуры органов и тканей будет обеспечиваться повышение качества жизни пациентов.

74