Кіріспе

ДНҚ талшығының үзділігі. Ник – екі тізбекті ДНҚ молекуласындағы бір тізбектің іргелес нуклеотидтері арасында фосфодиэстерлік байланыстың болмауы, көбінесе зақымдану немесе фермент әрекеті салдарынан туындайды. Никтер ДНҚ-ның репликация кезінде бұралуына мүмкіндік береді, сондай-ақ жетекші және артта қалған жаңа тізбектердегі қателерді түзетуге қатысатын ДНҚ сәйкессіздіктерін жөндеу механизмдерінде маңызды рөл атқарады деп саналады.

Нактардың пайда болуы

Диаграммада бұрылған плазмидтегі ДНК қиылысындағы тыртықтардың әсері көрсетілген. Тыртықтар арқылы қиылысқан күйлердегі жиналған энергияны таратуға болады. Тыртықтар ДНК-ның дөңгелек пішінге енуіне мүмкіндік береді. [[Файл:Никтердің қиылысатын ДНК формаларына әсері. Диаграммада ДНК формаларының қиылысындағы тыртықтардың әсері көрсетілген. Плазмид тығыз терiс суперкойлге (а) оралады. Қиылысқан күйлерді босату үшін бұралу энергиясы тыртықтарды (b) пайдалану арқылы босатылуы керек. Жүйеге тыртық енгізілгеннен кейін, теріс суперкойл біртіндеп (с) ашылады, содан кейін ол өзінің соңғы, дөңгелек плазмидтік күйіне (d) жетеді.

Бүршіктерді жөндеу

Лигазалар – 3’ гидроксил және 5’ фосфат ұштарын қосып, фосфодиэстерлік байланыс түзетін, осы арқылы ДНК-ның үзілген жерлерін жөндеуде және геномдық тұрақтылықта маңызды рөл атқаратын әмбебап және кең таралған ферменттер. Бұл биологиялық функция молекулалық клондау кезінде плазмидтердің жабысқақ ұштарын біріктіруде де өте пайдалы болды. Көптеген организмдерде ДНК-ны жөндеудің белгілі бір жолдарына арналған бірнеше лигазалардың болуы олардың маңыздылығын көрсетеді. Эубактерияларда бұл лигазалар АТФ емес, NAD+ арқылы қызмет етеді. Әрбір үзілген орынды лигаза арқылы жөндеу үшін 1 АТФ немесе 1 NAD+ қажет. Лигаза катализдейтін үзіліс жабылуының бір мысалы – E. coli NAD+ тәуелді ДНК лигазы, LigA. LigA – маңызды мысал, себебі ол барлық бактерия түрлерінде кездесетін ферменттер тобына құрылымдық жағынан ұқсас. Лигазаларда ДНК-дағы үзілістерді танитын металл байланысу орны бар. Лигаза тану процесіне көмектесетін ДНК аденилат кешенін құрайды. Адам ДНК лигазасымен бұл кристалдасқан кешен түзеді. ДНК-аденилиат аралық қосылысын қамтитын бұл кешен ДНК лигаза I-ге ДНК-ның конформациялық өзгерісін жасауға және үзілген орынды оқшаулау мен жөндеуге мүмкіндік береді.

Сәйкестікті жөндеудегі рөлі

Бір жіпті тіректер жөндеу механизміне жаңа синтезделген жіпті (қызыл жіп) үлгі жіптен (ата-ана жіпінен) ажыратуға көмектесетін анық белгілер ретінде қызмет етеді. Дұрыс емес жұптасқан негіздердің кейбір көздері репликация қателіктері және 5-метилцитозин ДНК-ның тиминге деаминациялануын қамтиды. Көптеген бактериялар мен эукариоттардағы ДНК жөндеу механизмі (MMR) жіптегі үзілістерді тану арқылы дұрыс емес жұпталған дуплекстің қате жіпіне бағытталады, ал *E. coli* және оған жақын бактериялардағы ДНК жөндеу механизмі (MMR) метилдеудің болмауына сүйене отырып жіпке бағытталады. Никинг эндонуклеазалары екі жүйеде де жіптегі үзілістерді немесе ДНК тіректерін жасайды. Эукариоттар мен көптеген бактериялардағы Mut L гомологтары үздіксіз жіпті кесіп, экзизиялық реакцияның басталу немесе аяқталу нүктесін енгізеді. Сол сияқты, *E. coli*-де Mut H дуплекстің метилденбеген жіпін кесіп, экзизияның басталу нүктесін енгізеді. Әсіресе эукариоттар үшін ДНК репликациясының жетекші және кідіріс жіптері арасындағы ұзарту механизмі өзгеше. Кідіріс жіпте Оказаки фрагменттері арасында тіректер болады және олар ДНК жөндеу механизмімен байланысқа түспей тұрып оңай танылады. Жетекші жіпте үздіксіз репликация жүргізілетіндіктен, ондағы механизм сәл күрделірек. Репликация кезінде рибонуклеотидтер репликация ферменттерімен қосылады және бұл рибонуклеотидтер RNase H2 ферментімен кесіледі. Бұл жоғары сақталған процесс болмауы мүмкін. Топоизомераза байланыстарды кесіп тастағанда қысқа жойылуларға (делецияларға) себеп болуы мүмкін, өйткені толық ұзындығындағы ДНК өнімдері де, қысқа жойылу жіптері де топоизомеразаның кесілуінің өнімдері ретінде көрінеді, ал инактивацияланған мутанттар тек толық ұзындығындағы ДНК жіптерін ғана шығарады. ДНК-дағы тіректер әртүрлі құрылымдық қасиеттерге ие, ультракүлгін сәулеленуден туындаған зақымдарды жөндеуге қатысады және генетикалық рекомбинацияға мүмкіндік беретін бастапқы қадамдарда қолданылады. Тірек күту (nick idling) – ДНК полимеразаның ДНК репликациясы кезінде тірек орнында жаңа қызыл жіпке негіздерді қосуын баяулатуы немесе тоқтатуы мүмкін биологиялық процесс. Бұл бір жіп бактериялық конъюгация процесінде қабылдаушы жасушаға беріледі. Алайда, бұл кесілудің пайда болуы үшін, белгілі бір топ ақуыздардың *oriT* орнына байланысуы қажет. Бұл ақуыздар тобы релаксосома деп аталады.

Мейоздағы рөлі

ДНҚ-ның үзілулері мейоз кезінде кроссовер пайда болуына көмектеседі, ал мұндай үзілулер Экзонуклеаза 1 (Exo1) арқылы байланыстырылудан қорғалады.