Лісова генетика. Навчальний посібник. Г.Г. Баранецький, Р.М. Гречаник. 2003 р.
  • Регистрация
1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 Рейтинг 0.00 (0 Голоса)

8.6. Мутаційний процес і репараця пошкодженої ДНК

Мутації деяких генів, що відповідають за репарацію у E. сoli, бактеріофага Т4, дріждів, а також в клітинах вищих еукаріот, проявляють мутаторний або антимутаторний ефект, подібно до мутацій в генах, які відповідають за реплікативний комплекс.

Вивчення генетичного контролю репарації дозволило доказати участь деяких нормальних процесів, які проходять у клітині, в перетворенні передмутаційних змін ДНК у мутації. Зокрема, виявилось, що процес становлення мутацій може бути генетично блокований так само, як і будь-який інший фізіологічний процес.

Зв'язок підвищеної спонтанної мутабільності з дефектами системи репарації у дріждів-цукроміцетів був виявлений Р. фон Борстелом (США) при вивченні мутантів, чутливих до дії випромінювання.

При дії іонізованих променів на ДНК, в ній виникає широкий спектр первинних пошкоджень. Виникають однониткові і двониткові розриви пуринів і пірамідинів, апуринові і апірамідинові сайти, зшивки полінуклеотидів в ДНК між ДНК-РНК, ДНК-білком.

Здатність клітин відновлювати первинні пошкодження, індуковані в ДНК радіацією, вперше була показана у 1949 році А. Кельнером і Р. Дульбенко. Вони встановили, що опромінення клітин довгохвильовим світлом (300-600 нц) після того, як клітини вже були опромінені мутагенним світлом довгої хвилі 260 нм, викликає відновлення частини ДНК. Цей тип відновлення пошкоджень в ДНК дістав назву фотореактивації. Аналіз явищ фотореактивації дозволив вияснити, який час необхідний для формування мутацій після обробки клітини квантами ультрафіолетового світла. Для цієї мети клітини актиноміцетів після обробки їх ультрафіолетовим світлом через різні проміжки часу оброблені видимим світлом. Було встановлено, що якщо видиме світло включається відразу після обробки ультрафіолетовим світлом, то 98% мутацій фотореактивується. Число мутацій росло у міру збільшення інтервалу між мутагенним опроміненням клітин ультрафіолетом і подальшою їх обробкою видимим світлом. Максимум мутацій був досягнутий при інтервалі в 7 годин. Таким чином, ультрафіолетове світло в момент його дії не викликало істинних мутацій. Для переводу викликаних ним димерів в істинні мутації потрібен певний час, оскільки в основі самих мутацій лежать хімічні зміни в молекулярній структурі ДНК, на що також потрібний час.

На початку 60-х років було виявлено, що відновлення пошкоджень в ДНК може проходити і без активації клітин видимим світлом. Це явище відновлення пошколжень в ДНК отримало назву темнової репарації. Таким чином, аналіз закономірностей ультрафіолетового мутагенезу привів до відкриття найважливішої властивості генетичного апарату, яка полягає в самолікуванні (репарації ) радіаційних і хімічних пошкоджень.

Описані три механізми репарації. Перший механізм: фотореактивуючий фермент поглинає квант світла, який мігрує і заряджає енергією білковий компонент молекули фермента. Ця енергія витрачається на розрив пірамідинового мостика. Другий механізм: ферменти не тільки руйнують пірамідинові димери, але й вирізають більші фрагменти однієї нитки ДНК, а нуклеотиди другої нитки з допомогою ДНК-полімерази забудовують прогалини. Потім фермент полінуклеотиддідаза зшиває кінці нової і старої ниток.

При пошкодженні генів, які відповідають за репарацію ДНК, виникають важкі спадкові захворювання організмів. Третій механізм: відновлення пошкоджень протікає не в материнській, а в дочірних нитках ДНК. Це постреплікаційне темнове відновлення, яке проходить таким чином, що навпроти кожного пірамідинового димеру в дочірній нитці утворюється пролом. Потім дочірні нитки ДНК, які несуть пролом в різні ділянки, спарюються. Інформація для закладки пролому береться з інтактного району іншої нитки ДНК.

Досліди по темновій репарації показали, що вона має дві основні форми – конститутивну і індуцибельну темнову репарацію. Конститутивна темнова репарація властива клітинам при дії комплексу генів. Індуцибельна репарація вимагає наявності в клітині продуктів певних генів і індукується тільки при наявності подразнюючих впливів ззовні. Конститутивна репарація може проходити в період до синтезу ДНК. В тому випадку вона називається дореплікативною або репарабильною репарацією. Вона може проходити після синтезу ДНК – постреплікативна репарація.

Слід відзначити, що в результаті будь якої репарації можуть виникнути помилки відновлення, які приводять до мутацій.

Добавить комментарий


Защитный код
Обновить