Подготовка у универсиаде 2012 / Генетика (Жимулев) / 8-1ver7
.pdf
Глава 8
Рисунок 8.7 |
|
|
|
à |
A |
B |
C |
ÄÍÊ
ÐÍÊ
á
Молекулярные механизмы мутагенеза...
Рисунок 8.8
Клонируемая ДНК
AG G C T A |
T |
|||
T |
|
|
|
|
|
CCGA |
|
|
|
T |
T |
|
||
A |
|
|
A |
|
Плазмидный вектор Готовится одна цепь
|
CCGA |
|
|
T |
T |
||
A |
|
|
A |
â
Схема ген-специфичного мутагенеза. а – РНК транскрибируется с генов A, B, и C. б – Пришивка высокоактивных химических групп к транскрипту гена B. в – Химическая модификация гена B с помощью соответствующего транскрипта, несущего высокоактивные группы (Из: Salganik et al., 1980).
Salganik R.I., Dianov G.L., Ovchinnikova L.P., Voronina E.N., Kokoza E.B., Mazin A.V. Gene-directedmutagenesisinbacteriophageT7 provided by polyalkylating RNAs complementary to selected DNA sites. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. %%: 2796-2800, 1980.
8.2. Механизмы репарации ДНК
Как эукариотические, так и прокариотические клетки имеют системы, репарирующие возникшие повреждения ДНК. В каждый механизм входит определенный набор ферментов. Некоторые из систем непосредственно корректируют повреждения, в то время как другие вначале вырезают повреждения, образуя одноцепочечныебрешиизатемсинтезируют новуюцепьДНК,застраиваябрешь.Еслиэти системы неспособны скорректировать все повреждения, результатом будут мутации. Если мутаций возникнет слишком много, клетка погибнет.
8.2.1. Прямая коррекция мутационных повреждений
Репарация за счет проверки ДНКполимеразой. В бактериальных системах
Гибридизуется с мутантным
Нарушение синтетическим спаривания олигонуклеотидом
A
|
A |
G C |
T |
A |
T |
|||
T |
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
G |
|
|
|
||
|
|
C |
|
A |
T |
A |
|
|
|
T |
|
C |
|
|
|
||
A |
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|||
Застраивается вторая цепь ДНК с использованием
ДНК полимеразы и ДНК лигазы
A
|
A |
G C |
T |
A |
T |
|||
T |
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
G |
|
|
|
||
|
|
C |
|
A |
T |
A |
|
|
|
T |
|
C |
|
|
|
||
A |
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|||
Трансформируются клетки; репликация производит 50% родительских и 50% мутантных цепей клонированной ДНК
|
A G |
G C |
T |
A |
|
|
A |
G A C T |
A |
T |
||
T |
|
|
T |
T |
|
|
||||||
|
C G |
A |
|
|
|
|
CT G A |
|
|
|
||
|
C |
T |
|
|
|
|
T |
A |
|
|||
|
T |
|
|
A |
|
A |
|
|
|
|||
A |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
Родительская плазмида |
Мутантная с транзицией GC в AT |
Упрощенная схема сайт-специфичного мутагенеза in vitro (Из: Russell, 1998, p. 636).
частота ошибочных встроек нуклеотидов в ходерепликациисоставляет10-7-10-11 наодно событие репликации. Однако ДНКполимераза, когда она реплицирует новую цепь, делает ошибки примерно в 100 раз чаще.Расхождениемеждуэтимизначениями связано с тем, что сам фермент производит проверку встраивания (см. Раздел 6). Большинство бактериальных полимераз в дополнение к полимеризующей активности в направлении 5’→ 3’ имеет экзонуклеазную активность в направлении 3’→ 5’. Если встраивается «неправильный» нуклеотид, ошибка чаще всего (хотя и не всегда)
208
Молекулярные механизмы мутагенеза... |
|
|
|
|
|
Глава 8 |
|||||
определяется полимеразой, вероятно из-за |
Рисунок 8.9 |
|
|
|
|
|
|||||
того, что в месте встраивания |
|
|
Тиминовый димер |
|
|||||||
«неправильного» нуклеотида в двойной |
|
|
|
|
|
|
|
||||
спирали образуется пузырь или впячивание. |
3’ |
G T A C A G TT G C A T AG |
5’ |
||||||||
Или, поскольку «неправильный» нуклеотид |
|
|
|
|
|
|
|
||||
не может сформировать водородную связь |
|
C A T G T C A A C G T A T C |
|
||||||||
скомплементарнымоснованием,полимераза |
5’ |
3’ |
|||||||||
не добавит нуклеотид к растущему 3’-OH |
|
|
|
|
Фотолиаза |
|
|||||
концу.Процессрепликацииостанавливается |
|
|
|
|
присоединяется к |
||||||
до тех пор, пока неправильный нуклеотид не |
|
|
|
|
району димера |
|
|||||
3’ |
|
|
|
|
|
5’ |
|||||
будет удален, а нужный не встанет на его |
G T A C A G TT G C A T AG |
||||||||||
место. У E.coli есть ген, называемый |
|
|
|
|
|
|
|
||||
мутатором (mutD), который в случае |
5’ |
C A T G T C A A C G T A T C |
3’ |
||||||||
мутирования, производит измененную |
|
|
|
|
|
||||||
субъединицу ε (эпсилон) ДНК-полимеразы |
|
|
|
Поглощение фотона |
|||||||
|
|
|
позволяет фотолиазе |
||||||||
Ш. Мутация гена mut D обуславливает |
|
|
|
||||||||
|
|
|
расщепить димет |
|
|||||||
дефект в системе проверки встроенных |
3’ |
G T A C A G T T G C A T AG 5’ |
|||||||||
нуклеотидов в направлении 3’→ |
5’. Â |
||||||||||
результате |
многие из неправильно |
|
C A T G T C A A C G T A T C |
|
|||||||
встроенных |
нуклеотидов |
остаются |
5’ |
3’ |
|||||||
|
|
|
|
|
|||||||
нерепарированными и с той или иной |
|
|
|
|
|
||||||
Репарация |
тиминового |
димера |
|||||||||
вероятностью возникают мутации во всех |
|||||||||||
фотореактивацией (Из: Russell, 1998, p. 638). |
|||||||||||
генах. |
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
У эукариотических ДНК-полимераз |
световой репарации. Фотолиаза обнаружена |
||||||||||
3’→ 5’ экзонуклеазной активности не |
у прокариот и у низших эукариот, однако ее |
||||||||||
обнаружено. |
|
|
|
нет, например, у человека. |
|
|
|||||
Фотореактивация. Возможность |
|
Репарирование |
|
алкилирующих |
|||||||
репарации ДНК была обнаружена в 1949 |
повреждений. Генетические повреждения, |
||||||||||
году, когда три автора – А. Кельнер, Р. |
вызываемые добавлением алкильных или |
||||||||||
Дюльбекко и И.Ф. Ковалев – независимо |
метильных групп, могут репарироваться в |
||||||||||
друг от друга установили, что освещение |
результате |
удаления |
ýòèõ |
групп |
|||||||
видимым светом (с длиной волны от 320 до |
специфическими ферментами. Следует |
||||||||||
400 нм) актиномицетов, бактериофага и |
заметить, что в этой репарирующей системе |
||||||||||
парамеций |
восстанавливает |
èõ |
модифицируемое основание не удаляется из |
||||||||
жизнеспособность после УФ-облучения в |
ДНК.Вданномслучаефермент, кодируемый |
||||||||||
летальных дозах. По совету будущего |
геном |
ada |
(O6-метил-гуанин |
||||||||
Нобелевского лауреата Макса Дельбрюка |
метилтрансфераза), распознает O6-метил |
||||||||||
этоявлениебылоназванофотореактивацией. |
гуанин в ДНК и удаляет метильную группу, |
||||||||||
Тиминовые димеры, возникшие в результате |
возвращая основание в исходную форму. |
||||||||||
УФ-излучения, разрушаются и тимины |
|
Действие полинуклеотид лигазы. Åùå |
|||||||||
возвращаются к своей исходной форме под |
один тип реакций прямой репарации был |
||||||||||
действием видимого света (Рис. 8.9). |
|
обнаружен для однонитевых разрывов ДНК, |
|||||||||
Фотореактивация катализируется |
индуцируемых, например ионизирующим |
||||||||||
ферментом фотолиазой, кодируемой геном |
излучением. При этом с помощью фермента |
||||||||||
phr. Этот фермент, когда активируется |
ДНК полинуклеотид лигазы происходит |
||||||||||
фотоном света, расщепляет димер на |
прямое воссоединение разорванных концов |
||||||||||
исходные составляющие. Линии, имеющие |
в молекуле ДНК. |
|
|
|
|
||||||
мутации гена phr, имеют дефекты по |
|
|
|
|
|
|
|
||||
209
Глава 8 |
|
|
|
|
Молекулярные механизмы мутагенеза... |
|||||
8.2.2. Механизмы |
Рисунок 8.10 |
|
|
|
|
|
|
|||
репарации, |
|
|
|
Фермент Uvr ABC эндонуклеаза |
|
|
||||
связанные |
|
Фермент находит |
связывается с ДНК |
|
|
|||||
|
искажение спирали |
|
|
|
|
|
||||
с эксцизией пар |
|
из-за димера |
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
оснований |
|
3’ |
|
|
|
|
3’ |
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Существуют сложные |
5’ |
|
|
|
|
5’ |
|
|||
реакции восстановления, |
|
|
|
|
|
|
|
|||
напоминающиехирургические |
|
|
|
|
|
|
|
|||
вмешательства в структуру |
|
Нуклеаза вырезает поврежденную цепь, |
|
|
||||||
ДНК, когда поврежденные |
|
8 нуклеотидов к 5’-концу от димера и |
|
|
||||||
|
4-5 нуклеотидов к 3’-концу |
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
Вырезанный фрагмент |
|
||||
участки вырезаются из цепи |
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
удаляется и разрушается |
||||||
ДНК, а затем образовавшиеся |
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
экзонуклеазами |
|
|
||||
бреши |
|
заполняются |
|
|
|
|
|
|
|
|
неповрежденнымматериалом. |
|
|
|
|
|
|
|
|||
Онибылиоткрытыв1964году 3’ |
|
|
|
|
3’ |
|
||||
группами Р.П. Бойса, П. |
5’ |
|
|
|
|
5’ |
|
|||
Говарда-Флендерса, Р. Сетлоу |
|
|
|
|
|
|
|
|||
и Кэрриера. Эти авторы |
|
|
|
|
|
|
|
|||
открыли |
|
несколько УФ- |
ДНК-полимераза I заполняет промежуток, |
|
|
|||||
|
а ДНК-лигаза зашивает оставшиеся |
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|||||
чувствительных мутантов у |
разрывы |
|
|
|
|
|
||||
E.coli, |
которые |
после |
|
|
|
|
|
|
|
|
облучения ультрафиолетом |
3’ |
|
|
|
|
3’ |
|
|||
обнаруживалиболеевысокий, |
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|||||
чем в норме уровень мутаций, |
5’ |
|
|
|
|
5’ |
|
|||
индуцируемыхвтемноте.Эти |
Эксцизионная репарация пиримидинового димера и других |
|||||||||
мутации были названы uvrA |
нарушений ДНК, инициированная ферментом UvrABC |
|||||||||
(UV-repair-репарация УФ). |
эндонуклеазой (Из: Russell, 1998, p. 639). |
|
|
|||||||
Мутанты uvrA могут репарировать димеры |
поврежденной цепи, на 8 нуклеотидов в 5’ |
|||||||||
только с потреблением света, т.е. они имеют |
сторону от димера и второй надрез - на 4 |
|||||||||
нормальную систему фотореактивации. |
нуклеотида с 3’ – стороны. |
|
|
|||||||
Поэтому предположили, что должна быть |
Затем 12-нуклеотидная цепь, |
|||||||||
другаясистемарепарации,котораянетребует |
содержащаяповреждение,удаляетсяибрешь |
|||||||||
света.Этасистемабыланазванатемновойили |
заполняется |
с помощью 5’→ |
3’ |
|||||||
эксцизионной репарацией. Так как клетки |
полимеризующей |
активности |
ÄÍÊ- |
|||||||
клетки дикого типа могут репарировать |
полимеразыI изапечатываетсяДНК-лигазой. |
|||||||||
димеры в темноте, аллель дикого типа |
Это упрощенная схема. Более детальная |
|||||||||
называют uvrA+. |
|
|
модель показана на Рис. 8.11. Вначале |
|||||||
Эксцизионная система репарации у |
повреждения ДНК опознаются XPA-белком |
|||||||||
E.coli корректируетнетолькопиримидиновые |
в ассоциации с RPA (Рис. 8.11а), затем |
|||||||||
димеры, но и другие серьезные нарушения |
привлекается фактор транскрипции TFIIH, |
|||||||||
спирали ДНК. На Рис. 8.10 показана схема |
показанный на этом рисунке состоящим из 6 |
|||||||||
эксцизионнойрепарации.Нарушенияспирали |
субъединиц, включая XPB è XPD, ÷üÿ |
|||||||||
ÄÍÊ, |
â |
частности |
образование |
геликазная |
активность «открывает» |
|||||
пиримидинового димера, опознаются |
структуру ДНК (Рис. 8.11б), что позволяет |
|||||||||
u v r A B C - ý í ä î í ó ê ë å à ç î é , |
специфическим нуклеазам ERCC1-XPF è |
|||||||||
мультисубъединичным |
ферментом, |
XPG надрезать ДНК по обе стороны от |
||||||||
кодируемом тремя генами – uvrA, uvrB è |
повреждения (Рис. 8.11в). Точная функция |
|||||||||
uvrC. Этот фермент делает надрез в |
XPC-белка, |
связывающегося |
ñ |
|||||||
210 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Молекулярные механизмы мутагенеза... |
|
|
|
|
|
Глава 8 |
|||||||||
Рисунок 8.11 |
|
|
|
|
|
|
дезоксирибозы (разрушает гликозидную |
||||||||
|
à |
|
XPA |
RPA |
|
связь между основанием и сахаром), к |
|||||||||
5’ |
|
|
|
|
3’ |
которой оно прикреплено (Рис. 8.12а). Эта |
|||||||||
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
3’ |
|
|
|
|
|
|
5’ |
каталитическая активность оставляет брешь |
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
вДНК,гдеэтооснованиеудалено.Этабрешь |
|||||||
|
|
|
XPA |
RPA |
|
|
называетсяAP-сайтом(апуриновый,еслинет |
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
á |
|
|
|
|
|
|
A èëè G, а также апиримидиновый, если |
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
отсутствуют C èëè T). Фермент AP- |
||||||||
5’ |
|
XPB |
P62 |
|
|
3’ |
|||||||||
|
|
|
|
|
|
эндонуклеаза опознает наличие бреши и |
|||||||||
3’ |
|
XPD |
P44 P34 |
|
P52 |
5’ |
|||||||||
|
|
разрезает остов ДНК на 5’ конце от |
|||||||||||||
|
|
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
поврежденного основания (Рис. 8.12б). |
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
Затем удаляется фосфат на 5’ – конце |
|||||||
|
ERCC1 |
|
RPA |
|
|
надрезанной |
íèòè |
(â) |
c |
помощью |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
â |
|
XPA |
|
|
|
|
фосфодиэстеразной активности ДНК- |
|||||||
|
|
|
|
|
XPG |
|
|||||||||
|
XPF |
|
|
|
|
|
|
полимеразы ß. Образовавшаяся брешь из |
|||||||
|
|
XPB |
P62 |
|
|
3’ |
|||||||||
5’ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
одного нуклеотида заполняется в результате |
||||||||||
|
|
|
|
|
|
||||||||||
3’ |
|
XPD |
P44 P34 |
|
P52 |
5’ |
активностиДНК-полимеразы β |
(Ðèñ. 8.12ã) |
|||||||
|
|
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
и запечатывается либо ДНК-лигазой I или |
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
ДНК-лигазой II со вспомогательным белком |
|||||||
|
ã |
|
|
|
|
|
|
XRCC1 (Рис. 8.12д). К настоящему времени |
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
5’ |
|
PCNA |
|
|
|
|
3’ |
описаномноготиповферментов-гликозилаз, |
|||||||
RFC |
POL |
|
|
|
каждый из которых узнает разнообразные |
||||||||||
3’ |
|
|
|
5’ |
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
поврежденные основания, такие как |
|||||||
|
ä |
|
|
|
|
|
|
метилированные, |
|
окисленные, |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
восстановленные, дезаминированные, а |
||||||||
5’ |
|
|
|
|
|
|
3’ |
||||||||
|
|
|
|
|
|
также |
основания, |
связанные |
ñ |
||||||
3’ |
|
|
|
|
|
|
5’ |
||||||||
|
|
|
|
|
|
формамиднымигруппировками. |
|
|
|||||||
Модель репарации эксцизией нуклеотидов |
|
|
|||||||||||||
Рисунок 8.12 |
|
|
|
|
|
||||||||||
(Из: Lehmann, 1998). Объяснения в тексте. |
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
à 3’ |
|
|
|
|
|
5’ |
||||||||
одноцепочечной ДНК, до конца не ясна, но |
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
известно, что он требуется до надрезания |
5’ |
|
|
|
|
|
3’ |
||||||||
ДНК нуклеазами. ДНК-полимераза ε |
|
|
Гликозилаза |
||||||||||||
|
|
|
|
||||||||||||
á 3’ |
|
|
|
|
|
|
|||||||||
(эпсилон) и вспомогательные белки RFC è |
|
|
|
|
|
5’ |
|||||||||
PCNA застраивают образовавшуюся брешь |
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
(Рис. 8.11г). Фрагмент новой цепи |
5’ |
|
АРэндонуклеаза |
3’ |
|||||||||||
соединяется со старой цепью ДНК-лигазой |
|
|
|
||||||||||||
â 3’ |
|
|
|
|
|
5’ |
|||||||||
(Ðèñ. 8.11ä). |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
Эксцизионная репарирующая система |
5’ |
|
|
|
|
|
3’ |
|||||||
найденаубольшинствадосихпоризученных |
|
|
|
|
|
||||||||||
|
Фосфодиэстераза |
|
|
|
|||||||||||
организмов. Иногда возникают ошибки в |
ã 3’ |
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
5’ |
||||||||||
схемеэксцизионнойрепарациииэтиошибки |
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
являются дополнительным источником |
5’ |
|
|
|
|
|
3’ |
||||||||
мутаций, индуцируемыхУФ-облучением. |
ä 3’ |
|
|
ДНК-полимераза |
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
5’ |
|||||
|
Измененные азотистые основания |
|
|
|
|
|
|||||||||
репарируются другими способами. Клетки |
5’ |
|
|
|
|
|
|
||||||||
содержат фермент гликозилазу, которая |
|
|
ДНК-лигаза |
3’ |
|||||||||||
|
|
|
|
||||||||||||
может обнаружить ненормальное основание |
|
|
|
|
|||||||||||
Модель репарации гликозилазами (Из: |
|||||||||||||||
и катализировать |
åãî |
|
отделение |
îò |
|||||||||||
|
Lehmann, 1998, p. 147). |
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
211 |
|
Глава 8 |
|
|
|
Молекулярные механизмы мутагенеза... |
||||||
Рисунок 8.13 |
|
|
|
мисмэтчей должна оперировать на дочерней |
||||||
5’ |
|
|
3’ |
íèòè |
è |
производить |
замену |
|||
|
|
некомплементарныхоснованийтольковней. |
||||||||
A T C G T A G T A GC T A A |
|
|||||||||
|
Клетки при этом используют важное |
|||||||||
T A G C A T C T A T C G A T T |
|
|||||||||
3’ |
|
|
5’ |
различие в структуре матричной и дочерней |
||||||
ДНК-полимераза I восстанавливает район |
|
нитей, найденное в 70-х годах. Оказалось, |
||||||||
удаляя нуклеотиды в направлении 5’ - 3’ и |
|
что вскоре после окончания репликации |
||||||||
достраивая новую цепь ДНК в направлении 5’ - 3’ |
||||||||||
специальные |
ферменты – метилазы |
|||||||||
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
присоединяютметильныегруппыкаденинам |
||||||
5’ |
|
|
3’ |
в последовательностях GATC. Поэтому во |
||||||
A T C G T A G A T A GC T A A |
|
|||||||||
|
время следующего раунда репликации нити |
|||||||||
T A G C A T C T A T C G A T T |
|
|||||||||
|
ÄÍÊ |
оказываются |
|
различимыми: |
||||||
3’ |
|
|
5’ |
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
ДНК-лигаза восстанавливает |
|
|
материнская |
íèòü |
ÄÍÊ |
несет |
||||
|
|
метилированныеаденины,авдочернейнити |
||||||||
оставшиеся пробелы |
|
|
||||||||
5’ |
|
|
3’ |
до окончания репликации аденины еще |
||||||
|
|
неметилированы. Их метилирование |
||||||||
A T C G T A G A T A GC T A A |
|
|||||||||
|
начнется только по окончании репликации. |
|||||||||
T A G C A T C T A T C G A T T |
|
|||||||||
3’ |
|
|
5’ |
Пока они остаются неметилированными, |
||||||
Ник-трансляция в ходе репарации |
клетки должны успеть отрепарировать |
|||||||||
гликозилазами (Из: Russell, 1998, 639). |
|
мисмэтчи. |
|
|
|
|
||||
Активность ДНК-полимеразы I â ýòîé |
Процесс начинается с того, что к |
|||||||||
некомплементарной |
|
паре мисмэтча |
||||||||
системе репарации, когда фермент создает |
|
|||||||||
присоединяется белок mutS. Ñ íèì òóò æå |
||||||||||
новую цепь ДНК и удаляет нуклеотиды |
||||||||||
связываются белок mutL и две молекулы |
||||||||||
впередирастущейцепиДНК,называетсяник- |
||||||||||
белков mutH. |
Каждый из белков mutH |
|||||||||
трансляцией (Рис. 8.13). |
|
|
||||||||
|
|
распознает участок GATC и обладает |
||||||||
Репарациянеспаренныхоснований. |
||||||||||
эндонуклеазной активностью, с помощью |
||||||||||
Довольно часто (у E.coli îäèí ðàç íà |
||||||||||
которой ДНК в этой последовательности |
||||||||||
10 тыс. пар нуклеотидов, у эукариот еще |
||||||||||
может быть надрезана вблизи аденина в |
||||||||||
чаще)вовремярепликацииДНКпроисходят |
||||||||||
метилированной нити. Надрезы могут быть |
||||||||||
ошибки спаривания, в результате которых |
||||||||||
внесены как в 5’-, òàê è â 3’-положение |
||||||||||
вместо комплементарной пары нуклеотидов |
||||||||||
относительноаденина.Мультимолекулярный |
||||||||||
A-T èëè G-C в дочернюю цепь ДНК |
||||||||||
комплекс, составленный из этих белков, |
||||||||||
оказываются включенными нуклеотиды, |
||||||||||
массивен и связывает длинный фрагмент |
||||||||||
некомплементарные нуклеотидам в |
||||||||||
ДНК. Последний протягивается через |
||||||||||
материнскойнити(ихназываютмисмэтчами |
||||||||||
комплекс до тех пор, покадва участка GATC, |
||||||||||
– îò àíãë. mismatch). Такие ошибки |
||||||||||
расположенныепообестороныотмисмэтча, |
||||||||||
корректируются с помощью мисмэтч – |
||||||||||
удерживаемого белком mutS, не окажутся |
||||||||||
системой репарации. У E.coli в процесс |
||||||||||
захваченными молекулами белков mutH. |
||||||||||
инициации репарации по этой схеме |
||||||||||
Иногда расстояние между учасками GATC |
||||||||||
вовлечены продукты четырех генов: mutS, |
||||||||||
может |
превышать |
несколько |
тысяч |
|||||||
mutL, mutH è mutU (Ðèñ. 8.14), (mutU, êàê |
||||||||||
нуклеотидов. Каждый из белков mutH |
||||||||||
было выяснено позже, есть не что иное как |
||||||||||
распознает участок GATC и разрывает |
||||||||||
ãåí uvrD или геликазаII). |
ßñíî, ÷òî |
|||||||||
дочернюю нить около неметилированных |
||||||||||
неправильное |
спаривание |
(ошибка |
||||||||
аденинов. Если такой надрез сделан с 5’ |
||||||||||
репликации) может затронуть только |
||||||||||
стороныотаденина,кнемуприсоединитсяеще |
||||||||||
дочернюю нить ДНК: матричная нить в |
||||||||||
одинбелок–экзонуклеаза,котораярасщепит |
||||||||||
процессе репликации остается неизменной. |
||||||||||
нити ДНК в направлении 5’→ 3’. Этот белок |
||||||||||
Следовательно, |
система репараций |
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|||||
212
Молекулярные механизмы мутагенеза... |
|
|
|
|
|
|
|
|
Глава 8 |
||||
Рисунок 8.14 |
|
|
|
|
видеАТФ,адлязастройкибрешей |
||||||||
|
Матричная цепь с |
N6-метилированный аденин |
|
ò ð å á ó þ ò ñ ÿ |
|||||||||
|
правильным основанием |
|
|
|
|
дезоксирибонуклеотидтрифосфаты. |
|||||||
à |
5’ |
* |
|
|
3’ |
Процесс обнаружен в клетках |
|||||||
|
GATC |
|
|
человека, дрожжей и некоторых |
|||||||||
|
3’ |
CTAG |
|
5’ |
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
другихорганизмов. |
|
|
|||||||
|
Новая цепь с |
Неметилированный аденин |
|
|
Пострепликативная, или |
||||||||
|
неправильным основанием |
|
|
|
ðåêомбинационная репарация |
||||||||
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
MutS присоединяется к мисмэтчу |
|
|
|
(ÏÐÐ). |
|
|
|
|
|
|||
|
5’ |
* |
|
|
3’ |
|
Этотспособвосстановления |
||||||
á |
|
GATC |
|
|
|
||||||||
3’ |
CTAG |
|
|
целостностиДНКзаключаетсяв |
|||||||||
|
|
5’ |
|||||||||||
|
|
|
|
||||||||||
|
MutS |
|
|
|
|
репарации |
|
пробелов, |
|||||
|
MutS, соединенный с |
* |
|
|
|
образующихсявдочернихцепях |
|||||||
|
|
|
3’ |
напротив не удаленных в ходе |
|||||||||
|
мисмэтчем, образует |
GATC |
|
|
|||||||||
|
CTAG |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
â |
комплекс с MutL и MutH |
|
5’ |
репликации |
|
димеров |
|||||||
|
|
|
|
||||||||||
для связывания с |
MutH |
MutL |
3’ |
пиримидинов. Основная часть |
|||||||||
|
ближайшей |
|
|
|
|||||||||
|
неметилированной |
|
|
|
|
таких пробелов репарируется |
|||||||
|
последовательностью GATC |
|
|
5’ |
|||||||||
|
|
|
MutS |
|
путем |
рекомбинационных |
|||||||
|
|
|
|
|
|
обменов |
между |
двумя |
|||||
|
|
* |
|
|
3’ |
сестринскимимолекуламиДНК. |
|||||||
|
MutH надрезает |
GATC |
|
|
|||||||||
|
CTAG |
|
|
 |
клетках |
процесс |
ÏÐÐ |
||||||
|
неметилированную |
|
5’ |
||||||||||
ã |
|
|
|
||||||||||
цепь ДНК, и часть |
|
|
|
3’ контролируетсяпокрайнеймере |
|||||||||
|
новой цепи, включая |
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
мисмэтч, удаляется |
|
|
|
5’ |
17 генами. |
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
Из комплементарной нити |
||||||
|
|
* |
|
|
3’ |
матричной ДНК (она была |
|||||||
|
ДНК-полимераза III и |
GATC |
|
|
свободна от дефектов), на |
||||||||
|
CTAG |
|
|
||||||||||
ä |
лигаза восстанавливают |
|
5’ |
которой |
репликация |
óæå |
|||||||
пробел, вставляя |
|
|
|
||||||||||
правильную пару |
|
|
|
3’ |
завершена, с помощью белка |
||||||||
|
оснований |
|
|
|
|
recA вырезается участок ДНК, |
|||||||
|
|
|
|
|
5’ |
||||||||
Механизм мисмэтч-системы репарации (Из: Russell, 1998, |
равный по длине участку бреши, |
||||||||||||
p. 641). |
|
|
|
|
и встраивается в брешь (Рис. |
||||||||
начнетсвоюработу,разрушитвсюдочернюю |
|
|
|
8.15). Затем лигазы соединяют |
|||||||||
концы вставленного фрагмента с концами |
|||||||||||||
нитьДНКдоместанеправильногоспаривания |
|||||||||||||
нормально синтезированного участка |
|||||||||||||
и даже пройдет несколько дальше. Если же |
|||||||||||||
дочерней нити. После этого другие |
|||||||||||||
первичныйнадрезбудетсделанэндонуклеазой, |
|||||||||||||
ферменты репарации устраняют дефект в |
|||||||||||||
оперирующей в комплексе с mutH белком, |
|||||||||||||
исходно поврежденной нити и ДНК |
|||||||||||||
расположенным с 3’ – стороны мисмэтча, то |
|||||||||||||
становится залеченной. Одновременно |
|||||||||||||
потребуетсядругаяэкзонуклеаза,двигающая |
|||||||||||||
брешь, оставшаяся после вырезания участка |
|||||||||||||
поДНКвнаправлении3’→ |
5’. Ееработабудет |
||||||||||||
из материнской нити, застраивается ДНК- |
|||||||||||||
продолжаться до тех пор, пока не будет |
|||||||||||||
полимеразойI иконцысоединяютсялигазой. |
|||||||||||||
устраненучастокмисмэтча.Затемкаквслучае |
|||||||||||||
|
SOS-репарация. |
|
|
|
|
|
|||||||
ñ 5’→ |
3’- , òàê è ñ 3’→ 5’-экзонуклеазой бреши |
|
|
|
|
|
|
||||||
|
Что случится, если клетка подошла к |
||||||||||||
должныбытьзастроеныДНК-полимеразой,а |
|
||||||||||||
моменту, когда нужно реплицировать ДНК, |
|||||||||||||
концы воссоединены с помощью лигаз. |
|||||||||||||
но в ней остались повреждения, которые ни |
|||||||||||||
Разумеется,длявысвобожденияконцовнитей |
|||||||||||||
одна из описанных выше систем репарации |
|||||||||||||
послевнесенияпервичныхразрезовмолекула |
|||||||||||||
íå |
смогла |
устранить? |
Репликация |
||||||||||
ДНКдолжнабытьрасплетена(требуетсябелок |
|||||||||||||
застопорится на первом же неустраненном |
|||||||||||||
хеликаза),нужнытакжеисточникиэнергиив |
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
213 |
|
Глава 8 |
|
|
|
Молекулярные механизмы мутагенеза... |
||||
Рисунок 8.15 |
|
|
|
поражении, и если их в ДНК много, клетка |
||||
Пораженная двойная спираль |
|
|
должнапогибнуть.Вэтихусловияхвклетках |
|||||
5’ |
T=T |
|
|
активируется еще один крайне рискованный |
||||
|
|
|
||||||
3’ |
|
|
|
механизмрепарации,обнаруженныйвпервые |
||||
|
брешь |
|
3’ |
|||||
Сестринская двойная спираль |
|
5’ |
в 1974 году М. Радманом, который |
|||||
5’ |
|
|
|
установил,чтоприэтоминдуцируетсясинтез |
||||
3’ |
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
белков, которые присоединяются к ДНК- |
||||
|
recA белки |
|
полимеразному комплексу и делают |
|||||
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
возможным строить дочернюю ДНК |
||||
5’ |
T=T |
|
|
напротивдефектныхзвеньевматричнойцепи. |
||||
3’ |
|
|
|
|||||
|
|
|
Радман назвал этот механизм «SOS- |
|||||
|
|
|
3’ |
|||||
|
|
|
5’ |
репарация» (от международно признанного |
||||
5’ |
|
|
|
|||||
|
|
|
сигналабедствия SOS – спаситенашидуши). |
|||||
3’ |
|
|
|
|||||
|
|
|
|
Принцип метода показан на Рис. 8.16. В |
||||
|
|
|
|
результате SOS-репарации клетка спасается |
||||
5’ |
|
|
|
на этом этапе: ее ДНК оказывается |
||||
T=T |
|
|
удвоенной, хотя и с ошибкой, и теперь может |
|||||
3’ |
|
|
|
|||||
|
|
|
3’ произойти клеточное деление, но если |
|||||
|
|
|
5’ |
жизненно важные функции все-таки |
||||
5’ |
|
|
|
|||||
|
|
|
безнадежно испорчены, такая клетка все |
|||||
3’ |
|
|
|
|||||
|
|
|
|
равно погибнет позже из-за неспособности |
||||
Двойная спираль с |
|
|
правильнофункционировать. |
|
||||
|
|
Распространенность репарирующих систем |
||||||
репарированной брешью |
|
|
||||||
5’ |
T=T |
|
|
в живом мире. |
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
||
3’ |
|
|
|
Данные о распространении различных |
||||
|
|
|
3’ |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
||
Неизмененная сестринская спираль |
|
5’ |
систем представлены в Таблице 8.1. |
|
||||
5’ |
|
|
|
Дефекты репарационных систем и |
||||
3’ |
|
|
|
|||||
|
|
|
наследственные болезни человека. |
|
||||
Репаративный синтез |
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|||
Пострепликативная репарация ДНК (Из: |
В1968годуДж.Кливернашелпричину |
|||||||
Сойфер, 1997). Если до начала репликации ДНК |
неизлечимой болезни – пигментной |
|||||||
из нее не были устранены все дефекты, то одна |
ксеродермии. У носителей болезни под |
|||||||
из нитей материнской молекулы будет нести |
действием обычного солнечного света, в |
|||||||
повреждение (красным цветом выделен димер |
||||||||
котором всегда присутствуют УФ-лучи, на |
||||||||
тимина), а комплементарная ей нить будет |
||||||||
коже возникают сначала красные пятна, |
||||||||
свободна от повреждений (нити материнской |
||||||||
молекулы показаны черным цветом). На |
которые |
постепенно |
переходят |
â |
||||
поврежденной нити репликация завершится тем, |
незарастающую коросту, чаще всего |
|||||||
что напротив димера тимина |
в заново |
трансформирующуюся в раковые опухоли. |
||||||
синтезированной нити (зеленого цвета) окажется |
||||||||
Кливер нашел, что первопричиной этого |
||||||||
брешь, в то время как сестринская двойная |
||||||||
заболевания служат дефекты разных |
||||||||
спираль не будет нести повреждения. После |
||||||||
|
|
|
|
|||||
этого может |
пройти пострепликативная |
репарирующих систем. |
|
|
||||
репарация поврежденного участка: 1 – молекулы |
В настоящее время известно, что |
|||||||
белка recA (синие) присоединяются к зоне |
многие другие наследственные болезни |
|||||||
бреши; 2 – |
под контролем |
белков recA |
человека обязаны своим возникновением |
|||||
произойдет |
рекомбинация |
– |
участок |
|||||
повреждениям отдельных этапов различных |
||||||||
комплементарной цепи сестринской нити |
||||||||
процессоврепарации.Списокэтихболезней, |
||||||||
(черная) переносится в район бреши; 3 – брешь |
||||||||
в сестринской ДНК застраивается в ходе |
пополняемый все новыми примерами, |
|||||||
репликативного синтеза (застроенный участок |
приведен в Таблице 8.2. |
|
|
|||||
показан красным цветом); концы новой и старой |
|
|
|
|
||||
нитей соединяются лигазой. |
|
|
|
|
|
|
||
214 |
|
|
|
|
|
|
|
|
Молекулярные механизмы мутагенеза... |
|
|
Глава 8 |
|||
Рисунок 8.16 |
|
|
|
|
|
|
|
|
Ãåí RecA |
|
|
||
|
|
|
ÓÔ ñâåò |
|
|
|
|
Индукция синтеза recA белка |
|
||||
lexA белок |
|
rec A ко-протеаза |
|
|
||
(репрессор) |
|
РНК-полимераза |
||||
|
|
|
||||
umuDC оперон |
|
|
|
|
umuDC оперон |
|
Разрезанный |
|
|
|
|||
recA ко-протеазой |
|
|
|
|||
|
lexA белок |
|
|
|
||
Присоединение umuC, |
umuD и umuC белки |
|
||||
umuD и recA белков к ДНК- |
|
|
|
|
||
полимеразному комплексу |
|
|
|
|
||
à À Ò Ö Ã Ò=Ò À Ö Ã Ã Ò Ö |
à À Ò Ö Ã = À Ö Ã Ã Ò Ö |
|||||
Ö Ò À Ã Ö |
|
|
Ö Ò À Ã Ö |
Ò Ã Ö Ö À Ã |
||
ÄÍÊ- |
|
recA белок |
Реплицированная ДНК |
|||
полимераза |
|
|
|
|||
|
|
с ошибками, вставленными |
||||
umuC |
umuD |
|
напротив димера тимина |
|||
|
|
|
|
|
||
Индуцируемая УФ-светом SOS-репарация (Из: Сойфер, 1997). Большие дозы УФ-облучения приводят |
||||||
к возникновению большого числа повреждений ДНК, часть которых остается неотрепарированной к |
||||||
моменту начала репликации. В этих условиях активируется синтез ко-протеазы recA белка, которая |
||||||
участвует в расщеплении (протеолизе) многих белков. В частности, recA ко-протеаза может узнать и |
||||||
разрезать другой белок – кодируемый геном LexA и являющийся репрессором почти 20 генов, в том |
||||||
числе оперона umuDC. Разрушение lexA белков открывает возможность начать транскрипцию многих |
||||||
оперонов: РНК полимераза связывается с их промоторами, и в частности с промотором оперона umuDC, |
||||||
и начинает транскрипцию генов UmuC и UmuD. Вновь синтезированные белки umuC и umuD способны |
||||||
присоединиться к комплексу «ДНК полимераза III-recA белок», изменить его, после чего репликационный |
||||||
комплекс продолжит синтез дочерней нити ДНК на поврежденной матрице и подставит в участках |
||||||
напротив повреждений любые случайные нуклеотиды, только чтобы пройти эти участки. Репликация |
||||||
ДНК таким образом завершится, однако дочерняя нить будет нести мутации напротив дефектов в |
||||||
материнской нити. В настоящее время стало ясно, что даже эта довольно сложная схема нуждается в |
||||||
значительном усложнении, например, белок umuD под действием recA ко-протеазы расщепляется на |
||||||
две части, и только одна из них ответственна за введение ошибок во вновь синтезированные дочерние |
||||||
öåïè ÄÍÊ. |
|
|
|
|
|
|
Литература к разделу 8.2 |
Сойфер |
В.Н. Репарация генетических |
||||
Алиханян С.И., Акифьев А.П., Чернин Л.С. |
повреждений. |
Соросовский |
||||
образовательный журнал &: 4-13, 1997. |
||||||
Общая генетика. Москва, Высшая школа, |
||||||
Спивак И.М. Наследственные заболевания с |
||||||
160-186, 1985. |
|
|
||||
|
|
первичными и вторичными дефектами |
||||
Инге-Вечтомов С.Г. Генетика с основами |
||||||
репарации ДНК. Цитология ": 338-379, |
||||||
селекции. Москва, Высшая школа, 131- |
||||||
1999. |
|
|||||
138, 1989. |
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
||
215
Глава 8 Молекулярные механизмы мутагенеза...
Таблица 8.1
Распространение систем репарации среди представителей живого мира (Из: Сойфер, 1997).
Тип репарации |
Бактерии |
Растения |
Насекомые |
Животные |
Человек |
|
|
|
|
|
|
|
|
Фотореактивация |
+ |
+ |
+ |
+ |
+ |
|
|
|
|
|
|
|
|
Репарация |
+ |
+ |
+ |
+ |
? |
|
O6-гуанинов |
||||||
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
Эксцизионная |
+ |
? |
? |
+ |
+ |
|
репарация оснований |
||||||
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
Эксцизионная |
+ |
+ |
+ |
+ |
+ |
|
репарация нуклеотидов |
||||||
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
Мисмэтч-репарация |
+ |
? |
? |
+ |
+ |
|
|
|
|
|
|
|
|
Пострепликативная |
+ |
+ |
? |
+ |
+ |
|
репарация |
||||||
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
SOS-репарация |
+ |
? |
? |
+ |
+ |
|
|
|
|
|
|
|
Примечание: Не найдено ферментов репарации в митохондриях эукариот.
Lehmann A.R. Workshop on eukaryotyc DNA repair genes and gene products. Cancer Research ##: 968-970, 1995.
Lemann A.R. Dual functions of DNA repair genes: molecular, cellular, and clinical implications. BioEssays : 146-155, 1998.
Russell, P.J. Genetics Fifth edition. Addison Wesley Longman, Ins, Menlo Park, California, 637644, 1998.
8.3. Молекулярные основы кроссинговера
Генетическая рекомбинация включает несколькосвязанныхмеждусобойпроцессов, в результате которых в клетках или организмах, где они происходят, создаются новые комбинации элементов-носителей генетической информации. Рекомбинация между гомологичными хромосомами приводит к интенсивной перетасовке отцовскихиматеринскихгеноввходемейоза. Как правило, рекомбинационные события, происходящие в соматических клетках либо во время репликации ДНК, либо после нее и проявляющиеся в виде обмена сестринских хроматид,неприводяткизменениюгенотипа или фенотипа клетки. Это связано с тем, что рекомбинация происходит между соответствующими парами оснований, так
что ни один нуклеотид не добавляется и не удаляется из рекомбинантных хромосом.
Существует три типа рекомбинации: а) общая, или гомологичная, б) сайтспецифичная, и в) случайная, или негомологичная.
1.Рекомбинация, включающая обмены между гомологичными последовательностями ДНК, называется общей или гомологичной рекомбинацией. У эукариот фрагменты ДНК обмениваются в мейозе, обычно как у самцов (в ходе сперматогенеза) так и самок (в ходе оогенеза). Это происходит на стадии четырех хроматид в мейозе, и в обмене участвуют две из четырех хроматид.
2.Другой тип событий связан с рекомбинацией между специфическими парамипоследовательностейихарактерен для прокариот. Сайт-специфичная рекомбинация происходит в ходе интеграции фаговых геномов в бактериальную хромосому. В результате рекомбинации обмениваются специфические последовательности фаговой и бактериальной ДНК, обнаруживающие короткие участки гомологии. Ферменты, вовлеченные в это
216
217
Таблица 8.2
Примеры наследственных болезней человека, обязанных своим возникновением дефектам репарирующих ферментов (Из: Сойфер, 1997).
Болезнь |
Что нарушено в системах репарации |
Затронутые гены |
Симптомы и последcтвия заболевания |
|
|
|
|
|
|
|
Болезни, вызываемые преимущественно дефектами эксцизионной репарации |
|||
|
|
|
|
|
Пигментная ксеродермия |
Эксцизионная репарация нуклеотидов (нарушение вырезания, застройки |
|
Сверхчувствительность к УФ-свету, ведущая к появлению красных |
|
XPA, XPB, XPC, |
пятен на коже, переходящих в незаживающие коросты и нередко в рак |
|||
(ПК) Классическая ПК |
брешей и др.) Разнообразные дефекты репарационных процессов, |
|||
XPD, XPE, XPF, |
кожи; неврологические растройства (синдром Де Санктиса-Качиони); |
|||
(ей соответсвуют 90% |
контролируемых многими генами (так называемые варианты XP-генов), а |
|||
XPG |
поражения век, бровей и глаз. Распространение: 1 случай на 250000 |
|||
клинических слу чаев ПК) |
ктивно изучаются в настоящее время |
|
человек в Европе и США; 1:40000 человек в Японии |
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
Вариантная ПК (10% |
Наряду с некоторыми дефектами, присущими классической ПК, |
(Так называемые |
|
|
варианты |
|
|||
случаев) |
наблюдается изменение параметров репликации ДНК |
|
||
XP-генов) |
|
|||
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
Повышенная фоточувствительность ДНК (примерно в 50% случаев |
|
Нехватка серы в белках волос и их луковиц, ведущих к ломкости волос, |
|
|
|
"тигровость" волос (чередование светлых и темных полос по длине |
||
|
заболеваний), нарушение вырезания димеров тимина или недостаточная |
XPD и возможно, |
||
Трихотиодистрофия (ТТД) |
скорость застройки брешей после вырезания нуклеотидов, возможны |
другие гены |
волоса, выявляемое под микроскопом); ихтиоз; часто умственная и |
|
|
нарушения транскрипции |
|
физическая отсталость; дефекты полового развития; аномалии кожи и |
|
|
|
зубов; нередки раковые заболевания |
||
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
Дефекты репарирующих эндонуклеаз и дефектность репарации |
CSA, CSB, XPB, |
Карликовость, вызываемая задержкой роста и развития в младенческом |
|
Синдром Кокэйна |
и детском возрасте при нормальном уровне гормонов роста, глухота, |
|||
повреждений в транскрибируемых участках ДНК |
XPD?, XPG? |
|||
|
атрофия зрения, кальцификация костей черепа и др. |
|||
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
Дефекты репарации повреждений от химических мутагенов и |
|
Сверхчувствительность к химическим мутагенам и канцерогенам, |
|
|
|
уменьшение количества всех клеточных элементов крови, различные |
||
|
канцирогенов (но не УФ-света), обусловленные дефектами эндонуклеаз, д |
|
||
|
|
аномалии врожденных способностей, деформация пальцев и другие |
||
Анемия Фанкони |
ефектами распознавания кросс-сшивок ДНК; пониженная |
FAA, FAB, FAC |
||
виды скелетных нарушений, урогенитальные нарушения, микроцефалия, |
||||
|
способность к апоптозу после ионизирующего облучения; двукратное |
|
||
|
|
микрофтальмия, дефекты уха и потеря слуха, сердечные и |
||
|
удлинение G2-фазы клеточного цикла и др. |
|
||
|
|
гастроинтестинальные нарушения |
||
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
Болезни, вызываемые преимущественно дефектами репаративного синтеза и дефектного клеточного ответа на поражения ДНК |
|||
|
|
|
|
|
|
Дефекты репаративного синтеза ДНК, нарушения клеточного цикла, |
|
Появляется у одного из 40 тыс. новорожденных, основные поражения |
|
|
|
отмечены в нервной и имунной системах (мозжечковая атаксия, |
||
Атаксия-телангиэктазия |
высокая частота спонтанных хромосомных аномалий, увеличенная |
Четыре группы |
||
приводящая к нарушениям координации мышц, шатающейся походке и |
||||
(синдром Луи-Бара) |
чувствительность к ионизирующим излучениям и радиомиметикам, к |
комплементации |
||
прогрессирующей умственной отсталости, кожным нарушениям, |
||||
|
УФ-свету и агентам сходного действия (таким, как 4-нитрохинолиноксид) |
|
||
|
|
предрасположенности к раковым заболеваниям и др. |
||
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
Резко уменьшенный вес новорожденных, задержанный рост; при |
|
|
Замедленная репликация ДНК и подавленный репаративный синтез, |
|
непродолжительном пребывании на солнечном свету на лице |
|
Синдром Блума |
высокая частота хромосомных аберраций, особенно сестринских |
|
появляется характерная красная пигментация, по форме напоминающая |
|
хроматидных обменов, по-видимому обусловленная низкой активностью |
|
бабочку и вызванная расширением капилляров; повышенная |
||
|
|
|||
|
лигаз (молекулярная причина дефекта пока неясна) |
|
чувствительность к вирусным инфекциям; резко повышенный риск |
|
|
|
|
раковых заболеваний |
|
|
|
|
|
|
|
Болезни, вызываемые преимущественно дефектами мисмэтч-репарации |
|||
|
|
|
|
|
Наследственный |
Исследования 1994 года показали, что наиболее часто болезнь |
Аналоги |
Наиболее часто встречающаюся наследственная предрасположенность к |
|
вызывается дефектами мисмэтч-репарации. В настоящее время |
бактериальных |
раку (1:200 человек), требующая, как правило, каскада последовательного |
||
неполипозный рак |
||||
исследования в данном направлении ведутся во многих лабораториях |
генов MutS и |
мутирования специфических локусов в нескольких хромосомах человека, |
||
прямой кишки |
||||
ìèðà |
MutL |
приводящего к активации нескольких онкогенов |
||
|
||||
|
|
|
|
|
...мутагенеза механизмы Молекулярные
8 Глава