Молекулярные механизмы генетических процессов. Избранные лекции по курсу "Генетика с основами селекции". Буторина А.К - 62 стр.

                                  62
      Мутации могли бы возникать в природе чаще и приводить к катаст-
рофическим последствиям для многих видов, и в том числе для человека,
если бы не способность ДНК к репарации возникающих повреждений.
      Повреждения ДНК могут иметь характер изменения ее химического
состава за счет ошибочного включения при репликации некомплементар-
ного основания вместо комплементарного. В результате появляются не-
комплементарные пары нуклеотидов – мисмэтчи. Это может произойти,
например, при: 1) апуринизации - потери пуриновых оснований – A или G,
вследствие чего образуется “апуриновая брешь”, на место которой может
встроиться другое основание; 2) дезаминировании - т.е. отщеплении ами-
ногруппы от азотистых оснований – G, C или T, что может происходить
спонтанно или под действием азотистой кислоты. При дезаминировании
цитозина (который в норме спаривается с гуанином) образуется урацил
(U), который уже спаривается с аденином; 3) алкилировании оснований
под действием многих химических мутагенов (например, супермутагенов –
НММ, НЭМ и др.) и канцерогенов. Так, при метилировании азотистых ос-
нований происходит их химическое изменение и ошибочное спаривание с
другими основаниями: метилированный гуанин, например, будет спари-
ваться с тимином, а не с цитозином. Корректирующую роль при этом игра-
ет ДНК-полимераза I, уменьшающая число ошибочных спариваний.
      Но повреждения ДНК могут быть вызваны и изменениями ее регу-
лярной структуры, т.е. конформации под действием, например, ультра-
фиолетового излучения (УФ), которое вызывает образование межцепочеч-
ных сшивок ДНК, препятствующих разделению ее цепей, а следовательно,
и нормальному осуществлению процессов репликации и транскрипции.
      Удивительная стабильность генетического материала – ДНК связана
не с его консервативностью, а с существованием в клетках всех живых ор-
ганизмов специальных систем репарации, устраняющих повреждения, воз-
никающие в ДНК. Все они имеют ферментативную природу и исправляют
только однонитевые повреждения.
      Принцип работы этих механизмов основан на том, что каждая моле-
кула ДНК содержит 2 полных набора генетической информации, записан-
ной в комплементарных друг другу полинуклеотидных нитях ее двойной
спирали. Это обеспечивает сохранение неискаженной информации в одной
нити, даже если другая повреждена, и дает возможность использовать не-
поврежденную нить в качестве образца (матрицы) при исправлении воз-
никшего дефекта.
      Если системы репарации не способны скорректировать повреждения,
возникают мутации. Если мутаций возникает слишком много или они за-
трагивают жизненно важные функции, клетка погибает.
      Существуют различные типы репарации ДНК. Наиболее подробно
исследована репарация в УФ-облученных клетках.
      УФ-излучение составляет значительную часть солнечного света. Его
избыточные дозы (длиной волны 220-320 нм), которые создаются за счет
разрушения озонового слоя в результате хозяйственной деятельности че-