Основные пути репарации двойных разрывов ядерной геномной ДНК и взаимодействия между ними

Abstract

Двойные разрывы ДНК, возникающие в результате метаболических клеточных процессов и под воздействием внешних факторов, представляют серьезную опасность для стабильности генома, но в клетках име-ются молекулярные механизмы для эффективной репарации повреждений такого типа. В обзоре рассматриваются два главных биохимических пути репарации двухцепочечных разрывов ДНК в эукариотических клетках – с участием негомологичного соединения концов цепей ДНК и гомологической рекомбинации между сестринскими хроматидами или хроматидами гомологичных хромосом. Многочисленные данные, полученные в последнее время на клетках различных эукариот, позволяют предположить сложное взаимодействие основных репарационных путей, что в норме облегчает эффективную репарацию и поддержание структурно-функциональной целостности генома, но в условиях воздействия генотоксических факторов может индуци-ровать повышенную геномную нестабильность.

Подвійні розриви ДНК, що виникають в результаті метаболічних клітинних процесів та під дією зовнішніх факторів, є серйозною загрозою стабільності геному, але в клітинах існують молекулярні механізми для ефективної репарації даного типу пош-коджень. В огляді розглядаються два головних біохімічних шляхи репарації дволанцюгових розривів ДНК в еукаріотичних клітинах – за участі негомологічного з’єднання кінців ланцюгів ДНК і гомологічної рекомбінації між сестринськими хроматидами або хроматидами гомологічних хромосом. Численні дані, отримані в останній час для клітин різних еукаріотів, дозволяють припустити складну взаємодію основних репараційних шляхів, що в нормі полегшує ефективну репарацію та підтримання структурно-функціональної цілісності геному, але в умовах впливу генотоксичних факторів може індукувати підвищену геномну нестабільність.

Double-strand DNA breaks (DSBs) resulting from metabolic cellular processes and external factors pose a serious threat to the stability of the genome, but the cells have molecular mechanisms for the efficient repair of this type of damage. In this review, we examine two main biochemical pathways of repairing the double-strand DNA breaks in eukaryotic cells—DNA strands nonhomologous end joining and homologous recombination between sister chromatids or chromatids of homologous chromosomes. Numerous data obtained recently for various eukaryotic cells suggest that there is a complex interplay between the main DSB repair pathways, which normally facilitates efficient repair and maintenance of the structural and functional integrity of the genome, but which, at the same time, under conditions of exposure to genotoxic factors may induce increased genomic instability.