Робітниця хімічного підприємства внаслідок порушення правил безпечної роботи зазнала токсичної дії азотистої кислоти та нітритів, які викликають дезамінування цитозину в молекулі ДНК. Який фермент ініціює ланцюг репараційних процесів?

Чому це правильна відповідь

Дезамінування цитозину — це типовий вид спонтанних або індукованих хімічних ушкоджень ДНК, при якому цитозин перетворюється на урацил. Урацил не є нормальним компонентом ДНК, тому його поява в подвійній спіралі викликає помилкове спаровування з аденіном і загрожує транзиційною мутацією C→T при наступній реплікації. Такі пошкодження належать до класу порушень, що виправляються шляхом репарації основ (BER — base excision repair), і цей процес мають запускати спеціалізовані глікозидази. Центральним механізмом BER є специфічне розпізнавання пошкодженої основи без розриву решти структури ДНК. У разі дезамінування цитозину з утворенням урацилу першою діє саме урацил-ДНК-глікозидаза (синонім — уридин-ДНК-глікозидаза), яка гідролізує N-глікозидний зв’язок між урацилом і дезоксирибозою. Таким чином вона видаляє аномальну основу, утворюючи сайт апуринізації/апіримідінації (AP-site). Це ключовий стартовий етап BER, без якого подальші ферменти — AP-ендонуклеаза, ДНК-полімераза β та ДНК-лігаза — не можуть продовжити відновлення структури. Регуляція BER не підпорядковується класичному гормональному контролю або енергетичним сигналам, а залежить від рівня ушкоджень ДНК та активності глікозидаз, що мають вузьку субстратну специфічність. Урацил-ДНК-глікозидаза є еволюційно консервативним ферментом, який працює в ядрах та мітохондріях, усуваючи найчастіше зустрічуване спонтанне ушкодження — дезамінування цитозину. Клінічно такі механізми критичні для правильного функціонування клітин у токсичних умовах, зокрема при дії нітритів та азотистої кислоти. Якщо BER не активується, у наступних циклах реплікації виникають спрямовані точкові мутації, які збільшують ризик онкогенезу, генетичної нестабільності і порушення функцій клітин. Саме тому першим і незамінним ферментом, який запускає ланцюг репараційних процесів при дезамінуванні цитозину, є уридин-ДНК-глікозидаза. Отже, правильний варіант ґрунтується на механістичній суті BER: специфічне розпізнавання та видалення аномальної основи глікозидазою — критичний перший етап, який точно відповідає описаній біохімічній ситуації.