| нтез ДНК в образовавшихся пробелах. Различают предрепликативную Р., к-рая завершается до начала репликации хромосомы в повреждённой клетке, и пострепликативную Р., протекающую после завершения удвоения хромосомы и направленную на ликвидацию повреждений как в старых, так и в новых, дочерних молекулах ДНК. Считается, что у бактерий в пострепликативной Р. важная роль принадлежит процессу генетич. рекомбинации.
Системы Р. существуют не только у микроорганизмов, но также в клетках животных и человека, у к-рых они изучаются на культурах тканей. Известен наследственный недуг человека - пигментная ксеродерма, при к-ром нарушена Р. Каждая из систем Р. включает след, компоненты: фермент, "узнающий" химически изменённые участки в цепи ДНК и осуществляющий разрыв цепи вблизи от повреждения; фермент, удаляющий повреждённый участок; фермент (ДНК-полимераза), синтезирующий соответствующий участок цепи ДНК взамен удалённого; фермент (лигаза), замыкающий последнюю связь в полимерной цепи и тем самым восстанавливающий её непрерывность.
У бактерий имеются по крайней мере 2 ферментные системы, ведущие Р. Первая осуществляет вырезание и ресинтез на небольшом участке в 5-7 нуклеотидов, вторая - на участке в тысячу нуклеотидов и более. Ферменты второй системы Р. участвуют также в процессах генетич. рекомбинации. В случае повреждений, вызванных, напр., УФ-светом, нормальная клетка кишечной палочки способна репарировать до 2000 повреждений; клетка с выведенной из строя первой системой Р.- ок. 100 повреждений; клетка с выведенными из строя обеими системами Р. погибает от одного повреждения. Существуют бактерии с исключительно активными ферментами Р. (напр., Micro-coccus radiodurans), к-рые благодаря этому способны выживать в воде, охлаждающей ядерные реакторы.
Ферментные системы Р., как полагают, принимают участие и в нормальной репликации ДНК, т. е. её удвоении. При репликации материнская ДНК деспирализуется (раскручивается), что может сопровождаться разрывами её нитей. Кроме того, дочерние цепи ДНК синтезируются в виде небольших фрагментов. Поэтому заключит, фаза репликации - Р. всех дефектов, возникших при синтезе ДНК. Важная функция второй системы Р.- её участие в образовании мутаций. Под действием различных мутагенов в ДНК образуются производные нуклеотидов, чуждые клетке. Они устраняются системой Р., к-рая заменяет их на нуклеотиды, естественные для ДНК, но иногда изменённые по сравнению с первоначальными. Открытие Р. ДНК привело к коренным изменениям представлений о молекулярных механизмах, обеспечивающих стабильность генетич. аппарата клеток и контролирующих темп мутационного процесса. С. Е. Бреслер-
Репарация в радиобиологии, восстановление биологич. объектов от повреждений, вызываемых ионизирующими излучениями. Р. осуществляется спец. ферментами и зависит от генетич. особенностей и физиологич. состояния облучённых клеток и организмов. Изучение генетического контроля и молекулярных механизмов Р. клеток, повреждённых ультрафиолетовыми лучами и ионизирующими излучениями, привело к открытию Р. генетической (см. выше).
У одноклеточных организмов и клеток растений и животных Р. приводит к повышению выживаемости, уменьшению количества хромосомных перестроек (аберраций) и генных мутаций. Р. способствуют: временная задержка первого после облучения деления клеток, нек-рые условия их культивирования и фракционирование облучения. Так, при выдерживании дрожжевых клеток, облучённых у-лучами, а-частицами или нейтронами в лишённой питат. веществ среде, их жизнеспособность благодаря Р. возрастает в десятки и сотни раз, что соответствует уменьшению относительной биологической эффективности (ОБЭ) дозы в 4-5 раз (рис. 1). Количество повреждённых хромосом у клеток облучённых растений благодаря Р. может уменьшаться в 5-10 раз (рис. 2).
[2203-2.jpg]
Рис. 1. Восстановление дрожжевых клеток от летальных повреждений, наблюдающееся при их выдерживании в среде, лишённой питательных веществ: 1 - зависимость выживаемости от дозы при высеве клеток на питательную среду сразу после облучения; 2 - то же при высеве через 48 ч, в течение которых клетки находились в среде, лишённой питательных веществ; 3 - зависимость выживаемости клеток, облучённых в дозе 70 крад, от продолжительности выдерживания в среде, лишённой питательных веществ. Стрелками показан способ расчёта эффективной дозы. Ось абсцисс: вверху - доза Y-лучей (крад), внизу - время восстановления (сутки); ось ординат - выживаемость (%).
У многоклеточных организмов Р. проявляется в форме регенерации повреждённых облучением органов и тканей за счет размножения клеток, сохранивших способность к делению. У млекопитающих и человека ведущая роль в Р. принадлежит стволовым клеткам костного
[2203-3.jpg]
Рис. 2. Восстановление клеток растений от лучевых повреждений, вызывающих хромосомные перестройки. Кривые описывают зависимость количества повреждённых хромосом (ось ординат - %) в клетках облучённых проростков бобов (1), гороха (2) и микроспорах традесканции (3) от времени (ось абсцисс - часы) между облучением и д |
