Лауреатами Нобелевской премии по химии этого года стали Томас Линдаль, Пол Модрич и Азиз Санджар "за исследование механизмов восстановления ДНК".

Практически каждая клетка живого организма содержит генетическую информацию в виде молекул ДНК. В этих молекулах закодированы инструкции, определяющие внешний облик организма, функции отдельных клеток и способ их поведения в ответ на меняющиеся условия окружающей среды. Воздействие различных канцерогенных веществ и излучения может вызывать нарушения химической структуры ДНК и даже ее разрывы. Кроме этого, в процессе копирования ДНК, которое происходит перед каждым делением клеток, могут возникать случайные ошибки.

Организм имеет сложную молекулярную систему, призванную исправлять такие неизбежно возникающие нарушения. Этот процесс известен как репарация ДНК. Ферменты, занимающиеся починкой ДНК, работают в клетках постоянно, а не только в случаях каких-либо неблагоприятных внешних воздействий. Они сканируют молекулы ДНК и ищут характерные нарушения в ее структуре, а затем исправляют их.

Люди, у которых имеются наследственные нарушения работы некоторых компонентов системы репарации, страдают от тяжелых заболеваний. Более серьезные нарушения системы репарации ДНК вообще несовместимы с жизнью – организм с такими нарушениями просто не сможет развиваться, так как его генетический материал через несколько делений клеток накопит критическое количество ошибок или распадется на отдельные фрагменты.

Однако еще в 70-х годах прошлого века все изложенное выше не было очевидным. Считалось, что ДНК является очень стабильной молекулой. Томасу Линдалю удалось доказать, что это не так и в ДНК все время возникают повреждения, которые могли бы привести к гибели клетки. Всего существует несколько механизмов репарации, каждый из которых был описан одним из лауреатов нынешней Нобелевской премии. Азиз Санджар описал механизм, известный как эксцизионная репарация нуклеотидов. Он направлен на устранения повреждений ДНК, возникающих при воздействии ультрафиолета, входящего в состав спектра солнечного излучения. Пол Модрич описал еще один механизм репарации ДНК, направленный на исправление ошибок, возникающих в процессе ее копирования, которое происходит при клеточном делении.

Возможность работы всех этих систем обусловлена тем, что молекула ДНК состоит из двух нитей, каждая из которых точно соответствует другой нити, то есть практически несет копию генетической информации. При повреждении одной из нитей системы репарации узнают характерные признаки повреждений и исправляют их на основе информации, содержащейся в другой, неповрежденной, нити.

Разумеется, система репарации ДНК тоже небезупречна. В некоторых случаях она допускает ошибки, которые сохраняются и передаются другим клеткам в процессе их деления. В результате с возрастом происходит накопление мутаций, которое вносит свой вклад в общее старение организма. Кроме этого, нарушения работы системы репарации тесно связаны с раком. Мутации некоторых генов, кодирующих ферменты этой системы, могут резко повышать вероятность развития рака толстой кишки или молочной железы. С другой стороны, хорошо работающая система репарации ДНК иногда мешает успешному лечению рака: препараты, применяемые для химиотерапии, специально разработаны для того, чтобы повреждать ДНК раковых клеток, тем самым убивая их. Однако система репарации раковых клеток может исправлять такие повреждения, препятствуя успешной терапии рака.

Детские смарт-часы

"С3 Комплекс"