WEBVTT

00:00:06.414 --> 00:00:08.748
ДНК в отдельно взятой клетке вашего тела

00:00:08.748 --> 00:00:12.997
повреждается десятки тысяч раз в день.

00:00:12.997 --> 00:00:16.465
Умножьте это на количество клеток
в организме — около триллиона —

00:00:16.465 --> 00:00:21.575
и получается целый квинтильон
ошибок в ДНК в день.

00:00:21.575 --> 00:00:23.826
А поскольку именно ДНК описывает

00:00:23.826 --> 00:00:26.431
процесс создания белков,
необходимых вашим клеткам,

00:00:26.431 --> 00:00:30.574
эти повреждения приводят
к серьёзным проблемам, таким как рак.

00:00:30.574 --> 00:00:32.634
Ошибки бывают разными.

00:00:32.634 --> 00:00:37.905
Иногда повреждаются нуклеотиды,
кирпичики, из которых состоит ДНК,

00:00:37.905 --> 00:00:41.092
в других случаях оказывается,
что нуклеотиды спарены неправильно,

00:00:41.092 --> 00:00:43.049
и это приводит к мутациям,

00:00:43.049 --> 00:00:48.257
а разрывы в одной или обеих нитях ДНК
могут повлиять на её репликацию

00:00:48.257 --> 00:00:52.083
или даже привести к тому, 
что смешаются целые участки ДНК.

00:00:52.083 --> 00:00:56.409
К счастью, в большинстве случаев
ваши клетки знают, как справиться

00:00:56.409 --> 00:00:58.119
с бóльшей частью этих проблем.

00:00:58.119 --> 00:01:01.908
Эти восстановительные реакции
осуществляют специализированные ферменты.

00:01:01.908 --> 00:01:05.313
Разные ферменты реагируют
на разные типы повреждений.

00:01:05.313 --> 00:01:07.882
Частая ошибка — несовпадение оснований.

00:01:07.882 --> 00:01:10.232
У каждого нуклеотида есть основание,

00:01:10.232 --> 00:01:12.262
и во время репликации ДНК

00:01:12.262 --> 00:01:16.633
фермент ДНК-полимераза подставляет
соответствующую пару

00:01:16.633 --> 00:01:20.582
для каждого основания
в каждой матричной цепи.

00:01:20.582 --> 00:01:24.217
Аденин спаривается с тимином,
гуанин — с цитозином.

00:01:24.217 --> 00:01:27.169
Но примерно один раз на сто тысяч

00:01:27.169 --> 00:01:28.976
фермент допускает ошибку.

00:01:28.976 --> 00:01:31.286
Он сразу же замечает
большинство ошибок,

00:01:31.286 --> 00:01:35.940
отрезает несколько нуклеотидов
и заменяет их на правильные.

00:01:35.940 --> 00:01:37.810
А на случай, если он пропускает ошибку,

00:01:37.810 --> 00:01:41.369
за ним идёт второй набор белков,
которые проверяют его работу.

00:01:41.369 --> 00:01:42.848
Если они находят несовпадение,

00:01:42.848 --> 00:01:46.257
они вырезают некорректный нуклеотид
и заменяют его.

00:01:46.257 --> 00:01:48.478
Это называется
исправлением ошибок спаривания.

00:01:48.478 --> 00:01:52.238
Эти две системы вместе снижают
число ошибок спаривания

00:01:52.238 --> 00:01:55.482
до одной на миллиард.

00:01:55.482 --> 00:01:59.149
Но ДНК может быть повреждена
и после репликации.

00:01:59.149 --> 00:02:02.900
Множество молекул могут быть причиной
химических изменений в нуклеотидах.

00:02:02.900 --> 00:02:06.245
Некоторые из них попадают к нам
из окружающей среды,

00:02:06.245 --> 00:02:09.202
как, например, некоторые
составляющие табачного дыма.

00:02:09.202 --> 00:02:12.349
А другие находятся в клетках от природы,

00:02:12.349 --> 00:02:14.637
к примеру, перекись водорода.

00:02:14.637 --> 00:02:17.143
Некоторые химические реакции
так распространены,

00:02:17.143 --> 00:02:21.348
что появились специализированные ферменты,
которые исправляют именно такие ошибки.

00:02:21.348 --> 00:02:24.885
Но в клетке работают восстановительные
процессы и более общего характера.

00:02:24.885 --> 00:02:27.231
Если повреждено лишь одно основание,

00:02:27.231 --> 00:02:32.143
как правило, за восстановление отвечает
процесс эксцизионной репарации оснований.

00:02:32.143 --> 00:02:34.528
Один фермент удаляет
повреждённое основание,

00:02:34.528 --> 00:02:40.410
а другие зачищают края разрыва
и заменяют нуклеотиды.

00:02:40.410 --> 00:02:45.290
Ультрафиолет может вызвать повреждения,
которые исправить сложнее.

00:02:45.290 --> 00:02:49.524
Иногда УФ-излучение приводит к тому,
что два соседних нуклеотида склеиваются,

00:02:49.524 --> 00:02:52.394
искажая двойную спираль ДНК.

00:02:52.394 --> 00:02:55.567
Для исправления таких повреждений
требуется более сложный процесс

00:02:55.567 --> 00:02:58.975
под названием
эксцизионная репарация нуклеотидов.

00:02:58.975 --> 00:03:04.015
Команда белков удаляет длинную цепочку
из 24 или около того нуклеотидов

00:03:04.015 --> 00:03:06.745
и заменяет их новыми.

00:03:06.745 --> 00:03:10.700
Высокочастотное излучение,
такое как гамма-лучи или рентген,

00:03:10.700 --> 00:03:13.101
вызывает другой тип повреждений.

00:03:13.101 --> 00:03:18.285
Оно может привести к разрыву одной
или обеих нитей остова ДНК.

00:03:18.285 --> 00:03:21.303
Повреждения в обеих нитях ДНК
являются самыми опасными.

00:03:21.303 --> 00:03:24.066
Даже одна такая ошибка
может привести к смерти клетки.

00:03:24.066 --> 00:03:27.503
Две самые распространённые реакции,
которые чинят двунитевые разрывы, —

00:03:27.503 --> 00:03:33.081
это гомологичная рекомбинация
и негомологичное соединение концов.

00:03:33.081 --> 00:03:39.186
При гомологичной рекомбинации для ремонта
используется целый участок похожей ДНК.

00:03:39.186 --> 00:03:43.850
Ферменты переплетают
повреждённую и целую нити,

00:03:43.850 --> 00:03:46.449
делают так, чтобы они обменялись
цепочками нуклеотидов,

00:03:46.449 --> 00:03:49.244
а потом заполняют разрывы,

00:03:49.244 --> 00:03:53.229
чтобы получить в итоге два полноценных
двунитевых участка ДНК.

00:03:53.229 --> 00:03:55.891
Другой процесс —
негомологичное соединение концов —

00:03:55.891 --> 00:03:58.108
не полагается на шаблон.

00:03:58.108 --> 00:04:02.540
Вместо этого группа белков
отрезает несколько нуклеотидов,

00:04:02.540 --> 00:04:06.565
а потом склеивает концы разрыва.

00:04:06.565 --> 00:04:08.554
Этот процесс далеко не так точен.

00:04:08.554 --> 00:04:12.187
Он может привести к тому,
что гены перемешаются или сместятся.

00:04:12.187 --> 00:04:16.332
Но он полезен в тех случаях,
когда родственная ДНК недоступна.

00:04:16.332 --> 00:04:20.149
Конечно же, изменения в ДНК —
это не всегда плохо.

00:04:20.149 --> 00:04:23.751
Полезные мутации позволяют
видам эволюционировать.

00:04:23.751 --> 00:04:27.663
Но в большинстве случаев нам нужно,
чтобы ДНК оставалась неизменной.

00:04:27.663 --> 00:04:31.776
С ошибками в восстановлении ДНК сейчас
связывают раннее старение

00:04:31.776 --> 00:04:34.010
и многие типы рака.

00:04:34.010 --> 00:04:36.224
Если вы ищете источник вечной молодости,

00:04:36.224 --> 00:04:39.160
посмотрите на свои клетки —

00:04:39.160 --> 00:04:42.719
они пользуются им миллиарды раз в день.