Genomika asoslari

DNK reparatsiyasi yoki reparatsion jarayon.
DNK molekulasining turg`unligi uning konservativligida emas, balki tirik organizm hujayralarida maxsus tizim – reparativ tizimning mavjudligidadir. Bu tizim DNK molekulasida yuzaga kelgan har qanday zararni bartaraf qilish xususiyatiga ega bo`ladi. Reparatsiya yoki hujayraning hayot faoliyatini unga gamma va rentgen nurlari bilan ta’sir ettirilgandan keyin tiklanishi 1958-yilda V.I.Korogodin tomonidan diploid achitqi zamburug`larida ochilgan. Ion nurlari va kimyoviy moddalar ta’sirida DNK molekulasida yuzaga keladigan har qanday zarar DNK ning Uotson-Krik modelini o`zgartirishga olib keladi. Bu esa o`z navbatida replikatsiya jarayonining o`zgarishiga sabab bo`ladi. Hozir DNK molekulasi reparatsiyasining 3 ta mexanizmi aniqlangan. Bular:

1. 
   Fotoreaktivatsiya.
   
2. 
   Ekssizion reparatsiya.
   
3. 
   Postreplikativ reparatsiyalar.
   

Fotoreaktivatsiya. Bunda hujayraning yoki DNK molekulasining UB nurlar ta’sirida zararlangan qismining biologik faolligi yorug`lik nuri ta’sir etgandan keyin tiklanadi.
Fotoreaktivatsiyada timinning siklobutan dimerlari va pirimidin dimerlari monomer holiga o`tadi. Yorug`lik nuri (300-400 nm, spektrning faol qismi) ishtirokida o`tadigan fotoreaktivatsiya 1949-yilda aniqlangan.
1960-yillarda K.Rupert mikroorganizmlar hujayrasidan fotoreaktivatsiya fermenti – dezoksiribopirimidinfotoliaza ajratib olgandan so`ng, fotoreaktivatsiya holatining mexanizmi aniqlandi. Ajratib olingan achitqi ekstrakti yorug`likda DNK ning zararlangan qismini tiklash xususiyatiga ega bo`lgan.
Fotoreaktivatsiya fermenti tabiatda keng tarqalgan bo`lib, o`simlik va hayvon hujayralarida ham topilgan. Fotoreaktivatsiya fermentining asosi sifatida pirimidin asoslarining dimerlari xizmat qiladi. Eukariot hujayralarda fotoreaktivatsiya fermenti yadroda, prokariotlarda esa sitoplazmada nukleoidga yaqin joyda joylashgan.
Ekssizion reparatsiya. Reparatsiyaning bu xili DNK ning zararlangan qismini kesib tashlaydi. Kesib tashlanadigan qism timin dimerlari joylashgan qismda bo`ladi. Ekssizion reparatsiya bir necha bosqichda boradi:

1. 
   dimerni tanish;
   
2. 
   DNK ning bitta zanjirida, dimer yaqinidagi qismni kesish – insiziya;
   
3. 
   dimerni yo`qotish – ekssiziya;
   
4. 
   DNK resintezi;
   
5. 
   kovalent bog`larining hosil bo`lishi hisobiga DNK molekulasining replikatsiya zanjirining tiklanishi.
   

DNK molekulasining zararlangan qismini endonukleaza fermenti taniydi. Bu ferment nafaqat timin dimerlarini, balki DNK tarkibini o`zgartirgan (buzgan) boshqa o`zgarishlarni ham taniydi. Bu endonukleaza fermenti insiziya uchun ham javobgar, ya’ni DNK ning bitta zanjirini kesadi, fosfodiefir bog`lar uziladi.
Ekssiziya, ya’ni kesilgan qismni yo`qotish boshqa nukleaza ferment tomonidan olib boriladi. Ekssizion reparatsiyaning oxirgi jarayoni, ya’ni DNK zanjirini tiklash jarayoni DNK-ligaza fermenti tomonidan amalga oshadi.
Ekssizion reparatsiyaning turli xillari prokariot va eukariot organizmlarda keng tarqalgan. Sodda hayvonlarda va sutemizuvchilarda ham aniqlangan. Sutemizuvchilar hujayrasidan timin dimerlarini yo`qotish DNK molekulasini hujayra bo`linishining S stadiyasiga bog`liq bo`lmagan holda sintezlanishi orqali amalga oshadi. Ekssizion reparatsiya jarayonida sutemizuvchilarda har bir timin dimeri 20 tadan yangi nukleotidlarni qo`shib oladi.
DNK da reparatsiya jarayonining mavjudligi odamlarda ham aniqlangan. Bunday jarayon odamlarda kseroderma – irsiy teri kasalligining yuzaga kelishiga sabab bo`lgan. Bu kasallikning bir necha xillari – XPI, XPII, XPvar ma’lum bo`lib, bular uchun umumiy holat – quyosh nuriga ta’sirchanlikdir. Quyosh nuri ta’sirida kserodermaning barcha turlari teri raki kasalligiga olib keladi. XPI bilan kasallangan odamlarning hujayrasi ultrabinafsha nurlarga ta’sirchan, ion nurlariga ta’sirchan bo`lmaydi. XPII xili ultrabinafsha nurlariga va rentgen nurlariga ta’sirchan bo`ladi. XPvar xilida timin dimerlarining ajralishi to`g`ri borsa ham hujayralarda o`zgarish kuzatiladi.