Повреждение ДНК под действием ультрафиолетового излучения и ее репарация: обзор

Недавний рост интереса к механизмам воздействия ультрафиолетового излучения на организмы связан с увеличением его уровня у поверхности Земли вследствие истощения озонового слоя стратосферы. ДНК является одной из ключевых мишеней УФ-индуцированного повреждения у самых разных организмов — от бактерий до человека.

Ультрафиолетовое излучение вызывает два наиболее распространенных мутагенных и цитотоксических повреждения ДНК: циклобутан-пиримидиновые димеры (ЦПД) и 6-4-фотопродукты (6-4ФП), а также их изомеры Дьюара. Однако клетки располагают рядом механизмов репарации или толерантности, противодействующих повреждению ДНК, вызванному УФ-излучением или другими стрессорами.

Фотореактивация с участием фермента фотолиазы — один из важнейших и наиболее распространенных механизмов репарации у различных организмов. Эксцизионная репарация, которую подразделяют на репарацию путем вырезания оснований (BER) и репарацию путем вырезания нуклеотидов (NER), также играет важную роль в восстановлении ДНК у ряда организмов; в ней участвуют соответственно различные гликозилазы и полимеразы. Кроме того, у разных организмов действуют такие механизмы, как мутагенная репарация или обход димеров, рекомбинационная репарация, контрольные точки клеточного цикла, апоптоз и некоторые альтернативные пути репарации. В этом обзоре рассматриваются УФ-индуцированные повреждения ДНК и связанные с ними механизмы репарации, а также методы выявления повреждений ДНК и перспективы дальнейших исследований.