Стрессовые факторы, такие как радиация (например, ионизирующее излучение) и химические агенты (например, некоторые канцерогены), могут вызывать геномную нестабильность через различные механизмы. Эти факторы могут приводить к повреждениям ДНК, что, в свою очередь, может вызывать мутации, делетции, дупликации и другие изменения в геноме.

Механизмы, вызывающие геномную нестабильность:

Повреждение ДНК:

Радиоактивное излучение может вызывать разрывы цепей ДНК (одинарные и двойные).Химические агенты могут модифицировать нуклеотиды, производя аддукты, которые мешают нормальной репликации.

Ошибки в репликации:

Поврежденные участки ДНК могут вызывать ошибки во время репликации, которые могут быть переданы дочерним клеткам.

Нарушение процессов репарации:

Если механизмы репарации не работают должным образом, повреждения ДНК могут накапливаться, что увеличивает риск мутаций.

Эпигенетические изменения:

Стрессовые агенты могут вызывать изменения в метилировании ДНК и в модификациях гистонов, что также может влиять на стабильность генома.Механизмы репарации ДНК:

Система репарации одноцепочечных разрывов:

Использует различные пути, такие как база эксцизионная репарация (BER) для исправления небольших повреждений.

Система репарации двойных разрывов:

Непосредственное сшивание (NHEJ): представляет собой быстрый путь, который соединяет разорванные концы.Гомологичная рекомбинация (HR): использует гомологичный фрагмент ДНК для точного восстановления поврежденного участка, что происходит в ходе клеточного цикла.

Репарация во время клеточного цикла:

Процессы репарации ДНК могут зависеть от фазы клеточного цикла, причем определенные механизмы активируются на разных этапах.

Качественный контроль:

Если повреждение не может быть исправлено, клетки могут активировать пути апоптоза (программируемой клеточной смерти) или остановить клеточный цикл для предотвращения передачи поврежденного генетического материала дочерним клеткам.

Эти механизмы образуют сложную сеть, которая позволяет клеткам справляться с потенциально катастрофическими последствиями повреждения ДНК, снижая риск возникновения заболеваний, таких как рак.