1
00:00:06,414 --> 00:00:08,748
ДНК в отдельно взятой клетке вашего тела

2
00:00:08,748 --> 00:00:12,997
повреждается десятки тысяч раз в день.

3
00:00:12,997 --> 00:00:16,465
Умножьте это на количество клеток
в организме — около триллиона —

4
00:00:16,465 --> 00:00:21,575
и получается целый квинтильон
ошибок в ДНК в день.

5
00:00:21,575 --> 00:00:23,826
А поскольку именно ДНК описывает

6
00:00:23,826 --> 00:00:26,431
процесс создания белков,
необходимых вашим клеткам,

7
00:00:26,431 --> 00:00:30,574
эти повреждения приводят
к серьёзным проблемам, таким как рак.

8
00:00:30,574 --> 00:00:32,634
Ошибки бывают разными.

9
00:00:32,634 --> 00:00:37,905
Иногда повреждаются нуклеотиды,
кирпичики, из которых состоит ДНК,

10
00:00:37,905 --> 00:00:41,092
в других случаях оказывается,
что нуклеотиды спарены неправильно,

11
00:00:41,092 --> 00:00:43,049
и это приводит к мутациям,

12
00:00:43,049 --> 00:00:48,257
а разрывы в одной или обеих нитях ДНК
могут повлиять на её репликацию

13
00:00:48,257 --> 00:00:52,083
или даже привести к тому, 
что смешаются целые участки ДНК.

14
00:00:52,083 --> 00:00:56,409
К счастью, в большинстве случаев
ваши клетки знают, как справиться

15
00:00:56,409 --> 00:00:58,119
с бóльшей частью этих проблем.

16
00:00:58,119 --> 00:01:01,908
Эти восстановительные реакции
осуществляют специализированные ферменты.

17
00:01:01,908 --> 00:01:05,313
Разные ферменты реагируют
на разные типы повреждений.

18
00:01:05,313 --> 00:01:07,882
Частая ошибка — несовпадение оснований.

19
00:01:07,882 --> 00:01:10,232
У каждого нуклеотида есть основание,

20
00:01:10,232 --> 00:01:12,262
и во время репликации ДНК

21
00:01:12,262 --> 00:01:16,633
фермент ДНК-полимераза подставляет
соответствующую пару

22
00:01:16,633 --> 00:01:20,582
для каждого основания
в каждой матричной цепи.

23
00:01:20,582 --> 00:01:24,217
Аденин спаривается с тимином,
гуанин — с цитозином.

24
00:01:24,217 --> 00:01:27,169
Но примерно один раз на сто тысяч

25
00:01:27,169 --> 00:01:28,976
фермент допускает ошибку.

26
00:01:28,976 --> 00:01:31,286
Он сразу же замечает
большинство ошибок,

27
00:01:31,286 --> 00:01:35,940
отрезает несколько нуклеотидов
и заменяет их на правильные.

28
00:01:35,940 --> 00:01:37,810
А на случай, если он пропускает ошибку,

29
00:01:37,810 --> 00:01:41,369
за ним идёт второй набор белков,
которые проверяют его работу.

30
00:01:41,369 --> 00:01:42,848
Если они находят несовпадение,

31
00:01:42,848 --> 00:01:46,257
они вырезают некорректный нуклеотид
и заменяют его.

32
00:01:46,257 --> 00:01:48,478
Это называется
исправлением ошибок спаривания.

33
00:01:48,478 --> 00:01:52,238
Эти две системы вместе снижают
число ошибок спаривания

34
00:01:52,238 --> 00:01:55,482
до одной на миллиард.

35
00:01:55,482 --> 00:01:59,149
Но ДНК может быть повреждена
и после репликации.

36
00:01:59,149 --> 00:02:02,900
Множество молекул могут быть причиной
химических изменений в нуклеотидах.

37
00:02:02,900 --> 00:02:06,245
Некоторые из них попадают к нам
из окружающей среды,

38
00:02:06,245 --> 00:02:09,202
как, например, некоторые
составляющие табачного дыма.

39
00:02:09,202 --> 00:02:12,349
А другие находятся в клетках от природы,

40
00:02:12,349 --> 00:02:14,637
к примеру, перекись водорода.

41
00:02:14,637 --> 00:02:17,143
Некоторые химические реакции
так распространены,

42
00:02:17,143 --> 00:02:21,348
что появились специализированные ферменты,
которые исправляют именно такие ошибки.

43
00:02:21,348 --> 00:02:24,885
Но в клетке работают восстановительные
процессы и более общего характера.

44
00:02:24,885 --> 00:02:27,231
Если повреждено лишь одно основание,

45
00:02:27,231 --> 00:02:32,143
как правило, за восстановление отвечает
процесс эксцизионной репарации оснований.

46
00:02:32,143 --> 00:02:34,528
Один фермент удаляет
повреждённое основание,

47
00:02:34,528 --> 00:02:40,410
а другие зачищают края разрыва
и заменяют нуклеотиды.

48
00:02:40,410 --> 00:02:45,290
Ультрафиолет может вызвать повреждения,
которые исправить сложнее.

49
00:02:45,290 --> 00:02:49,524
Иногда УФ-излучение приводит к тому,
что два соседних нуклеотида склеиваются,

50
00:02:49,524 --> 00:02:52,394
искажая двойную спираль ДНК.

51
00:02:52,394 --> 00:02:55,567
Для исправления таких повреждений
требуется более сложный процесс

52
00:02:55,567 --> 00:02:58,975
под названием
эксцизионная репарация нуклеотидов.

53
00:02:58,975 --> 00:03:04,015
Команда белков удаляет длинную цепочку
из 24 или около того нуклеотидов

54
00:03:04,015 --> 00:03:06,745
и заменяет их новыми.

55
00:03:06,745 --> 00:03:10,700
Высокочастотное излучение,
такое как гамма-лучи или рентген,

56
00:03:10,700 --> 00:03:13,101
вызывает другой тип повреждений.

57
00:03:13,101 --> 00:03:18,285
Оно может привести к разрыву одной
или обеих нитей остова ДНК.

58
00:03:18,285 --> 00:03:21,303
Повреждения в обеих нитях ДНК
являются самыми опасными.

59
00:03:21,303 --> 00:03:24,066
Даже одна такая ошибка
может привести к смерти клетки.

60
00:03:24,066 --> 00:03:27,503
Две самые распространённые реакции,
которые чинят двунитевые разрывы, —

61
00:03:27,503 --> 00:03:33,081
это гомологичная рекомбинация
и негомологичное соединение концов.

62
00:03:33,081 --> 00:03:39,186
При гомологичной рекомбинации для ремонта
используется целый участок похожей ДНК.

63
00:03:39,186 --> 00:03:43,850
Ферменты переплетают
повреждённую и целую нити,

64
00:03:43,850 --> 00:03:46,449
делают так, чтобы они обменялись
цепочками нуклеотидов,

65
00:03:46,449 --> 00:03:49,244
а потом заполняют разрывы,

66
00:03:49,244 --> 00:03:53,229
чтобы получить в итоге два полноценных
двунитевых участка ДНК.

67
00:03:53,229 --> 00:03:55,891
Другой процесс —
негомологичное соединение концов —

68
00:03:55,891 --> 00:03:58,108
не полагается на шаблон.

69
00:03:58,108 --> 00:04:02,540
Вместо этого группа белков
отрезает несколько нуклеотидов,

70
00:04:02,540 --> 00:04:06,565
а потом склеивает концы разрыва.

71
00:04:06,565 --> 00:04:08,554
Этот процесс далеко не так точен.

72
00:04:08,554 --> 00:04:12,187
Он может привести к тому,
что гены перемешаются или сместятся.

73
00:04:12,187 --> 00:04:16,332
Но он полезен в тех случаях,
когда родственная ДНК недоступна.

74
00:04:16,332 --> 00:04:20,149
Конечно же, изменения в ДНК —
это не всегда плохо.

75
00:04:20,149 --> 00:04:23,751
Полезные мутации позволяют
видам эволюционировать.

76
00:04:23,751 --> 00:04:27,663
Но в большинстве случаев нам нужно,
чтобы ДНК оставалась неизменной.

77
00:04:27,663 --> 00:04:31,776
С ошибками в восстановлении ДНК сейчас
связывают раннее старение

78
00:04:31,776 --> 00:04:34,010
и многие типы рака.

79
00:04:34,010 --> 00:04:36,224
Если вы ищете источник вечной молодости,

80
00:04:36,224 --> 00:04:39,160
посмотрите на свои клетки —

81
00:04:39,160 --> 00:04:42,719
они пользуются им миллиарды раз в день.