Мутації і генетичний контроль

У вивченні генетичного контролю мутабільності склалося два напрямки – визначення автономної нестабільності генів, їх алелей і визначення генів-мутаторов. Нестабільні аллели, ревертірующіе з підвищеною частотою, були описані у кукурудзи, нейроспори, фага Т4.

Природа такої нестабільності пояснюється нестійкістю певної нуклеотидної послідовності. Крім того, відкриті гени-мутатори, які визначають загальну мутабільність клітини. Ген mutT змінює спонтанну частоту мутацій в 1000 разів, mutD – в 100 000 разів. Мутатори не тільки стимулюють спонтанну мутабільність, але і збільшують частоту індукованих мутацій. У бактеріофагів є три типи генів, що контролюють мутабільність: гени-мутатори, зміни в яких збільшують частоту мутацій (hm); гени-антімутатори, зменшують частоту мутацій (рх), і гени, що володіють обома цими якостями, наприклад ген 43, контролюючий структуру репликативной ДНК-полімерази фага Т4.

Більшість індукованих фізичними і хімічними агентами порушень ДНК виправляється за допомогою декількох механізмів репарації, спрямованих на відновлення цілісності молекули ДНК. Найбільш повно репарація ДНК вивчена в УФ опромінених клітинах. В процесі репарації УФ ушкоджень розрізняють фотореактивації і темновую репарацію.

Розрізняють три типи репарації ДНК. Перший тип – дореплікатівная, або внереплікатівная, репарація включає фотореактивації і різні форми темновой ексцизійної репарації, спрямованої на вирізання (ексцизії) ділянок ДНК з ушкодженнями. Другий тип – постреплікатівной, або внутріреплікатівная, репарація проводиться за допомогою механізмів, що беруть участь в процесах рекомбінації і реплікації ДНК, і забезпечує відновлення ділянок, не видалених під час репарації першого типу. Обидва типи репарації усувають основну частину предмутаціонних ушкоджень. Третій тип репарації – индуцируемая репарація, що залежить у бактерій від генів А і Б. Характерною рисою цього типу репарації є неточність відновлення структури ДНК, тому вона називається репарацією, «схильної до помилок», на відміну від відносно безпомилкової ексцизійної репарації.

Крім даних типів репарації, у Е. coli діє ще один тип репарації ДНК, званий адаптивним відповіддю на дію алкилирующих агентів. Адаптивний відповідь спостерігається в разі, якщо клітина до обробки великою дозою алкилірующих агентів піддається впливу дуже низьких нелетальних доз тих же агентів. Подібна попередня обробка викликає індукцію ферментів репарації, специфічно діють на алкілування ДНК. Один з цих ферментів – индуцируемая метил-гуанін-ДНК-метилтрансфераза – переносить метильную групу з метілгуаніна (основного предмутаціонного пошкодження в алкілірованние ДНК) на залишок цистеїну, що входить до складу самого ферменту, і тим самим безпосередньо виправляє пошкодження ДНК.

Інший фермент – индуцируемая ДНК-гліколіаза – видаляє ряд потенційно летальних ушкоджень в ДНК, включаючи 3-метіладенін, 3-метілгуанін і ін. Системи индуцируемой репарації виявлені також і у еукаріот. Так, гени, функціонально близькі до генам, контролюючим индуцируемую репарацію у бактерій, виявлені у дріжджів і щурів.

...
ПОДІЛИТИСЯ: