Днк, содержащая о-метил-гуанин Репарированная днк

Рис. 6.4. Пример репарации ДНК с помощью О^б-метил-гуанин-ДНК-метил-трансферазы (МГМТ)

Группировка транспортируется на остаток цистеина в фер­менте. Энзим инактивируется в результате подобной реак­ции. Поэтому интенсивное воздействие метилирующих ксе­нобиотиков может временно истощать его репарирующую функцию и приводить к мутациям.

Эксцизионная репарация нуклеотидов способна исправ­лять многие разновидности повреждений ДНК, например вырезать тиминовые димеры или большие аддукты. Начина­ется она с обнаружения и вырезания поврежденного компо­нента с помощью ДНК-гликозилазы. Такой участок, лишен­ный основания, может возникнуть и в результате спонтан­ной депуринации, например путем повреждения при действии радиации или алкилирующих агентов. Участок атакуется эндонуклеазой, расщепляющей фосфодиэфир-ную связь в полинуклеотидной цепи. Фермент «надрезает» цепи ДНК с двух сторон от повреждения, затрагивая олиго-нуклеотидный фрагмент размером в 30 оснований. Недоста­ющий участок достраивается с помощью ДНК-полимеразы с учетом комплементарности второй, неповрежденной це­пи. Окончательную достройку «надреза» осуществляет ДНК-лигаза.

Помимо описанных существуют и другие механизмы ре­парации ДНК. Двойные разрывы или обширные нереплици-рованные участки могут быть восстановлены рекомбинант-ной репарацией, которая использует информацию гомоло­гичной сестринской хроматиды в гомологичной хромосоме, однако подробная информация об этом процессе для кле­ток человека в деталях не известна.

6.3. Типы мутаций

Обычный ген содержит от 10 до 100 тыс. пар азотистых оснований и включает область промотора (регулятор тран­скрипционной активности), изменяющееся число экзонов (кодирующая часть гена), обычная длина которых не превы­шает 250 пар оснований, интронов (некодирующая часть между экзонами), играющих важную роль в организации мРНК, и терминальную область со специфической сигналь­ной последовательностью, важной для стабилизации мРНК (рис. 6.5). Мутации могут быть вызваны удалением или за­меной одного или нескольких оснований в экзоне, удалени­ем больших фрагментов (целых экзонов), а также различно­го вида перестановками всего или части гена (дубликация, инверсия).

Большинство замен, касающихся третьего азотистого ос­нования в триплете, остаются незаметны в силу того, что они не изменяют смысла генетического кода. Мутации, ко­торые касаются изменения фенотипических свойств, связа­ны с полной (нуль-мутация) или частичной потерей функ­ции гена. Мутации в сплайсинговой области, вызывающие

Основная пара Дефектное

Дефектная

Дефектное подстановок, полиадени-

начало кодирующая ошибку, лирование

инициация^тР^ансляЧ^ии миссенс-мутация, Малые делеции транскрипции / нонсенс-мутация или дополнения,

' ' ⁴ обусловливающие

Ошибка / \ изменения

АТС 80

соединения

_\

РА8

Крупные структурные альтерации, делеции, дупликации

Рис. 6.5. Схема строения гена человека с указанием мест возможных му­таций: Р — промотор; Е — экзоны; 8Б — донорная часть сплайсингового участка; 8А — акцепторная часть сплайсингового участка; АТС — старто­вый кодон; РАЗ - сигнал полиаденилирования потерю экзона, а также бессмысленные мутации, связанные с преждевременным окончанием трансляции, ведут к синте­зу неполноценного белка. Миссенс-мутации различным об­разом влияют на функцию белка в зависимости от типа и месторасположения аминокислоты. Замены одной амино­кислоты на похожую не оказывают эффекта на структуру и функцию белка и классифицируются как нейтральные мута­ции. Большие потери гена могут захватывать участки сосед­них генов и, следовательно, будут относиться к хромосом­ным мутациям. Перечисленные типы генетических мутаций суммированы в табл. 6.1.

Таблица 6.1