Защитные механизмы вирусов для восстановления целостности нуклеиновой кислоты действуют на трех уровнях:
1) исправление ошибок при синтезе нуклеиновой кислоты (репликация). Репарация в данном случае обусловлена активностью ферментов полимераз. ДНК-полимераза при синтезе новой цепи ДНК «проверяет» вновь присоединяемый нуклеотид и размеры вновь образованной нуклеотидной пары. Если нуклеотид некомплементарен (не соответствует) нуклеотиду на матричной цепи, дальнейшая полимеризация цепи временно прекращается. Последний (ошибочный) нуклеотид гидролизуется (вырезается) из синтезируемой цепи этой же полимеразой за счет присущей ферменту 3′- и 5′-экзоттуклеазной активности;
2) исправление ошибок сразу по окончании синтеза нуклеиновой кислоты (ошибки репликации и спонтанные мутации). Исправления на данном уровне обеспечиваются специальной системой клетки — системой рестрикции и модификации, состоящей из двух основных типов ферментов: метилаз и рестрицирующих эндонуклеаз (рестриктаз).
Вновь синтезированная ДНК некоторое время отличается от материнских цепей отсутствием модифицированных оснований. Такие основания появляются позднее и являются результатом работы метилаз. Если вновь синтезированная (неметилированная) цепь не соответствует нуклеотидам материнской (метилированной) цепи, то связь между основанием в определенном месте новой цепи гидролизуется за счет работы рестриктаз. ДНК-полимераза за счет свойств (активностей) 3′-и 5′-экзонуклеазы расширяет образовавшуюся брешь, а затем заполняет пробелы. После этого другой фермент — ДНК-лигаза ликвидирует оставшийся односпиральный разрыв;
3) выявление повреждений структуры молекулы и их ликвидация в отдаленные периоды после синтеза. Третий уровень действия механизмов репарации обеспечивается:
- а) репарационной 3′- и 5′-эндонуклеазой. Этот фермент по искажению формы L-спирали ДНК узнает поврежденные нуклеотиды (например, тиминовые димеры) и расщепляет их связь с соседним неповрежденным нуклеотидом вначале со стороны 5′-конца цепи, затем — 3′-конца;
- б) ДНК-N-гликозилазой. Ферменты узнают неповрежденные основания и расщепляют их связь с остатками дезоксирибозы. В результате появляется так называемый АР-сайт, т. е. нуклеотид без азотистого основания. АР-сайт узнает АР-специфическая эндонуклеаза, которая вносит односпиральный разрыв со стороны 3′-конца от поврежденного нуклеотида. Остаток дезоксирибозы с 5′-конца гидролизуется. Далее брешь обрабатывается, как описано выше. В клетке содержится целый ряд различных по специфичности ДНК-N-гликозилаз, узнающих разные пары нуклеотидов, один из которых поврежден, и димеры тимина.
Способность изменять репаративную (восстанавливающую) активность клеток изучали О. Г. Анджапаридзе и др. Было показано, что онкогенный вирус млекопитающих ингибирует процесс вырезания тиминовых димеров, образующихся в ДНК клеток человека после УФ-облучения. Способность вирусов ингибировать или стимулировать репарацию зависит от вида вируса, его генетической характеристики, типа инфекционного процесса (хронический, латентный), особенностей мутагенного воздействия.