Репарація ДНК — сукупність процесів, за допомогою яких клітина знаходить і виправляє пошкодження молекул ДНК.
Процес репарації ДНК можливий тому, що генетична інформація ДНК існує у двох копіях — по одній в кожному з двох ланцюгів ДНК. Через це випадкове пошкодження в одному з ланцюгів може бути видалене, і ушкоджена ділянка ланцюга буде відновлена за рахунок інформації іншого ланцюга.
Пошкодження ДНК у клітинах можуть виникати під дією різних чинників. Деякі з них є зовнішніми: ультрафіолетові та радіоактивні промені, температура, хімічні сполуки та ін. Але більш суттєвою є дія внутрішніх чинників. Це, по-перше, метаболізм клітини, в ході якого виникають вільні радикали, гідроген пероксид, вільний кисень тощо. По-друге, вода, що постійно гідролізує ДНК. І нарешті, помилки ферментів ДНК-полімераз.
Існує декілька видів репарації:
- найпростіший вид — це світлова репарація, що здійснюється ферментом (ДНК-фотоліазою) і відновлює пошкоджені зв’язки між нуклеотидами.
- Основним видом репарації є вирізальна репарація, яка запускає процес видалення пошкоджених одноланцюгових ділянок ДНК з \(10\) – \(30\) нуклеотидів і відновлення нормальної структури молекули.
- У випадку сильного пошкодження ДНК (утворення дволанцюжкових розривів, великих одноланцюжкових провалів, міжланцюжкового зшивання) відбувається рекомбінаційна репарація, за якої фрагмент ДНК видаляється, і в цьому місці синтезується новий фрагмент.
Механізми репарації контролюються генами. Так, у кишкової палички за виправлення пошкоджень відповідають близько \(50\) генів. Чим складнішою є клітина, тим більша кількість структурних й регуляторних генів беруть участь у репарації. Пошкодження цих генів можуть спричиняти мутації, провокувати загибель клітин або призводити до їхнього злоякісного переродження. Науковці вважають, що порушення репарації на рівні організму призводить до дефектів розвитку, старіння й канцерогенезу (\(80\) – \(90\)% усіх ракових захворювань пов’язані з порушенням репарації). Ефективність репарації ДНК залежить від багатьох чинників, зокрема типу клітини, її віку та оточення.
Репарація ДНК спрямована на підтримання генетичної стабільності клітин.
Джерела:
Соболь В.І. Біологія: підруч. для 9 кл. загальноосвіт. навч. закл. — Кам'янець-Подільський: Вид-во «Абетка», 2017. стр. 115 - 116.