Задача В. В лабораторию доставлен образец ткани опухоли. При окраске гематоксилином и эозином обнаружено аномально высокое количество фигур митоза, при этом во многих делящихся клетках видны разрывы хромосом и их хаотичное расположение вне плоскости экваториальной пластинки. Пациент проходит курс терапии ингибиторами топоизомеразы II (например, этопозид). Вопрос: Какую критическую ошибку в структуре ДНК совершает фермент топоизомераза II в норме во время репликации и митоза? Почему её ингибирование приводит к фрагментации хромосом и гибели клетки?

Топоизомераза II временно разрезает обе цепи одной молекулы ДНК, проводит через разрыв другой участок двойной спирали и затем восстанавливает разрез. Это помогает снимать напряжение и распутывать переплетённые молекулы ДНК, в том числе разделять сцепленные после репликации сестринские хроматиды.

Ингибиторы, такие как этопозид, стабилизируют комплекс фермента с разрезанной ДНК и препятствуют повторному соединению её концов. Накопление двуцепочечных разрывов приводит к фрагментации хромосом; нарушения распутывания и расхождения хроматид вызывают ошибки митоза. Повреждение генома и неудачное деление могут запустить гибель клетки.