| EvGaDeAd | Дата: Понедельник, 2012-01-16, 5:49 PM | Сообщение # 1 |
|
СОЗДАЁТ ГРУППУ
Группа: КРУТЫЕ АДМИНЫ
Сообщений: 407
Статус: Offline
| Деятельность внутриклеточных систем репарации, биологической ролью которых является устранение повреждений структуры ДНК, возникающих под влиянием разнообразных агентов. Именно деятельность этих систем ограничивает реализацию механизмов повреждения клетки под действием не только УФ-излучения, но и радиации и химических мутагенов. Однако, первый из открытых механизмов репарации – фотореактивация – полностью направлен против димеров пиримидинов – основных повреждений, индуцированных УФ-радиацией в ДНК. Фотореактивация, как и репарация в целом, это ферментативный процесс. Фермент ДНК – фотолиаза в темноте перемещается вдоль молекулы ДНК, отыскивает димер и фиксируется около него. При облучении сине-фиолетовым светом или действии ближнего УФ-света фотолиаза использует энергию этого света и восстанавливает исходную структуру ДНК, мономеризуя димеры. Следовательно, фотореактивация – это безошибочно функционирующая высокоспецифичная система, устраняющая лишь один, но важнейший, фотопродукт – циклобутановые димеры пиримидинов. Поэтому ослабление любого биологического эффекта УФ-излучения при последующем освещении видимым светом рассматривается как доказательство участия в этом эффекте димеров как непосредственных продуктов воздействия УФ-излучения. Другие системы репарации, имеющиеся в клетке, менее специфичны, чем фотореактация, не нуждаются в свете и, наряду с димерами, способны устранять и другие изменения структуры ДНК. Существование репаративных систем обеспечивает генетическую стабильность ДНК и представляет собой важнейший механизм относительной стабильности органических видов. Определенные гены могут быть мутагенизированы с помощью гомологичной рекомбинации для того, чтобы наблюдать либо эффект инактивации данного гена, либо эффект небольших изменений в нуклеотидной последовательности ДНК данного гена. Гомологичная рекомбинация в результате одиночного кроссовера внутри гена инактивирует ген только в том случае, если рекомбинирующий фрагмент не содержит ни начала, ни конца транскрипционной единицы. Для получения мутации с более протяженным фрагментом требуется реципрокная двойная рекомбинация. Этот подход позволил охарактеризовать функции многих цианобактериальных генов. Поскольку фенотип транспозонного мутанта может быть результатом комбинированного эффекта спонтанной мутации где-нибудь в геноме и устойчивости к антибиотику, привнесенной транспозоном, обычно реконструируют такие мутанты с помощью гомологичной рекомбинации, чтобы проверить, действительно ли обусловлен мутантный фенотип только инсерцией транспозона в данный ген. Двойная рекомбинация в одних штаммах цианобактерий происходит чаще, в других - реже. Одним из успешных способов селекции двойных рекомбинантов, например, в Anabaena 7120 может послужить использование гена sacB. Присутствие гена sacB при высокой концентрации сахарозы в твердой среде летально для клеток. Введение мутантного аллеля в результате одиночного кроссинговера и затем использование sacB для селекции одной из двух полученных копий вводимого аллеля, позволяет заменить аллель дикого типа мутантным аллелем без введения в клетку гена устойчивости к антибиотику. Такой подход может оказаться очень удобным, если, например, нужно получить штамм, который будет активно использоваться (например, если нужно инактивировать ген, кодирующий эндонуклеазу рестрикции), а ген, определяющий устойчивость к антибиотику, может быть включен в будущие плазмидные векторы, которые будут работать в данном штамме. Целые гены могут быть делетированы, и рекомбинантные формы исходного гена затем могут быть введены в клетку для изучения, например, влияния одиночных или множественных аминокислотных замен на функцию белка, кодируемого данным геном. Транспозиционная активность МГЭ является основной причиной возникновения спонтанных мутаций. МГЭ имеют определенную структурную организацию, благодаря которой могут перемещаться в геноме как в пределах одной хромосомы, так и между хромосомами. МГЭ имеют способность увеличивать число копий в геноме хозяина, вызывать мутации, встраиваясь в гены или окрестности генов, служить причиной хромосомных перестроек, влиять на фертильность особей и даже приводить организм к гибели. Способны изменять – как понижать, так и повышать – уровень активности близлежащих генов. В их структуре есть большое количество регуляторных сайтов и сигнальных последовательностей, а это означает, что МГЭ могут очень интенсивно воздействовать на работу гена, не разрушая сам ген. За исключением дрозофилы, активность мобильных элементов низка в малых геномах, в которых кодирующие гены составляют заметную его часть. В больших же по размеру геномах с более активными элементами только малая доля генома будет менее чувствительна к повреждающим инсерциям. Здесь следует подчеркнуть, что в обоих случаях клетка хозяина контролирует мобильность генетических элементов. Известно два таких механизма контроля: косупрессия, обычно опосредуемая малыми интерферирующими РНК (siRNA), и метилирование. При косупрессии подавляется экпрессия вновь встроенных трансгенов и их эндогенных гомологов. Некоторые МГЭ обладают способностью вызывать гибридный дисгенез. Гибридный дисгенез проявляется у потомства в виде повышенной частоты генных мутаций, хромосомных аббераций и нерасхождения хромосом, явления рекомбинации у самцов, а также стерильности гибридов.
|
| |
|
|
