В живых организмах постоянно происходят повреждения ДНК под воздействием различных факторов, среди которых особое место занимает ультрафиолетовое излучение. Одним из удивительных механизмов восстановления повреждений является фотореактивация — процесс, осуществляемый специальным ферментом фотолиазой.
Фотореактивация — это уникальный ферментативный процесс восстановления повреждений ДНК, вызванных УФ-излучением, который требует световой энергии. В отличие от других механизмов репарации, этот процесс зависит от видимого света.
Фотолиаза была открыта в 1949 году Альбертом Кельнером и Ренато Дульбекко. Это первый известный фермент, способный непосредственно исправлять повреждения в ДНК.
Фермент фотолиаза выполняет следующие этапы восстановления ДНК:
Фотолиаза обладает несколькими уникальными характеристиками:
Фотореактивация — один из древнейших механизмов репарации, возникший еще у прокариот. Интересно, что у высших млекопитающих этот фермент утрачен, хотя его гомолог — криптохром — сохранился и участвует в регуляции циркадных ритмов.
Исследования показывают, что бактерии с активной фотолиазой имеют в 10 раз более высокую выживаемость после УФ-облучения по сравнению с мутантными штаммами.
В отличие от эксцизионной репарации, фотореактивация:
Изучение фотолиазы имеет важное значение для:
Современные исследования активно изучают возможность использования фотолиазы в косметической промышленности для создания средств, защищающих кожу от фотостарения.