Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Биология -> Данилов В.И. -> "Электронные представления в теории точенных мутаций" -> 2

Электронные представления в теории точенных мутаций - Данилов В.И.

Данилов В.И., Квенцель Г.Ф. Электронные представления в теории точенных мутаций — К.: Наука думка, 1971. — 84 c.
Скачать (прямая ссылка): elektronniepredstavleniya1971.djvu
Предыдущая << 1 < 2 > 3 4 5 6 7 8 .. 29 >> Следующая

4
Глава 1
МОЛЕКУЛЯРНЫЕ МЕХАНИЗМЫ СПОНТАННОГО
МУТАГЕНЕЗА
Классификация мутаций
Основным движущим фактором органической эволюции служит естественный отбор, главной предпосылкой действия которого является наследственная изменчивость, выступающая преимущественно в форме мутаций.
Обычно по характеру изменений генотипа мутации делят на две большие группы [2, 3]: крупные перестройки и точечные мутации. Крупные перестройки включают потерю генетического материала (хромосомные разрывы, деле-ции) или его обмен (транслокации, инверсии, удвоения, вставки). Точечные мутации могут быть определены как мутации, при которых изменяется, выпадает (деления) или добавляется (вставка) лишь одна пара пурин-пиримидино-вых оснований ДНК: аденин — тимин (А — Т)1 или гуанин — цитозин (Г — Ц).
Как станет ясно из дальнейшего, имеет смысл все замены пар оснований разделить на транзиции (замена одной пу-рии-пиримидиновой пары на другую) и трансверсии (замена пурин-пиримидиновой пары на любую пиримидин-пуриновую пару).
Кроме того, по характеру возникновения мутации делят на спонтанные и индуцированные. Спонтанные мутации — мутации, возникающие в нормальных условиях роста. Поэтому как частота, так и специфичность их зависят от состава среды, температуры, pH и т. д. Все остальные мутации относят к индуцированным. В свою очередь, индуцированные мутации по способу воздействия на генотип разделяют на две группы: одна из них включает мутации, вызываемые радиацией (ультрафиолетовое и ионизирующие излучения), а другая — мутации под действием химических агентов.
1 В РНК — аденин — урацил (А—У;.
5
В настоящее время наиболее изучены точечные мутации, дающие значительный вклад в наследственную изменчивость. Мы ограничимся рассмотрением тех точечных мутаций, молекулярные механизмы которых уже были предметом квантовомеханического изучения.
Таутомерия нуклеотидных оснований
Известны два механизма возникновения спонтанных мутаций: таутомерия и ионизация оснований. Впервые идея о том, что мутации связаны с существованием изомерных
Н\ 26 ЩЩ 26 /Н
*9 h f\ аз А U /C5 6С\ го А 'К
U 1N.......H-Nli 14 С ^N—Ч4 lN-H N12 1
yfN—С 4 1N.H-Nli 14 С ^N—Ч4 1N-H---NI2 15 С
\ 3 -г/22 2!\12 ,з/ ^ \ 3 2/22 2t\ 13 ,4 /
N—С С----N N—С ,с—N*
/ \ \ 23 J \
°и 4 ю№-г?19
Н “
А-Т Г-Ц
Рис. 1. Схематическое изображение уотсон-криковеких пар оснований ДНК.
форм, в которые посредством квантовых скачков переходит молекулярный носитель информации, была высказана Дельбрюком, Тимофеевым, Циммером [4] и Шредингером [5]. Эти представления не отрицают роли классических термодинамических факторов, определяющих частоту мутаций; однако качество (тип) мутации определяется квантовыми факторами [6]. Конкретный механизм возникновения спонтанных мутаций, обусловленный таутомерией (одной из форм изомерии) оснований, предложен Уотсоном и Криком [7].
Специфическое спаривание оснований в ДНК (рис. 1) с образованием пар А — Т и Г — Ц 18] предполагает существование оснований А и Ц в аминной, а Г и Т в лактамной формах (рис. 2). Однако при репликации ДНК возможно и неспецифическое спаривание, поскольку вероятность существования оснований в редких иминных и лактим-ных таутомерных формах (их предполагаемая структу-
6
ра приведена на том же рисунке)1 отлична от нуля. В этом случае возникают редкие пары оснований, что приводит к изменению последовательности нуклеотидов в ДНК, т. е. к мутации.
Аминные формы Иминные формы Лактамные формы Лактимиые формы
Рис. 2. Наиболее вероятные таутомерные формы нуклеотидных оснований в ДНК.
Существуют два пути образования редких пар из тауто-мерных форм оснований 1101: на уровне матрицы (ошибки репликации) и на уровне субстрата (ошибки включения).
В первом случае таутомерное превращение в матрице А в редкую иминную форму А* или Т в лактимную форму Т* с последующим образованием редкой пары приводит к тран-зиции А — Т -*• Г — Ц (рис. 3,а и б), а таутомеризация Г или Ц — к транзиции Г — Ц-* А — Т (рис. 3, в и г). Во втором случае включение Ц в иминной форме (Ц*) или Г в лактимной форме (Г*) вызывает транзицию А — Т — Г — Ц (рис. 3, <3 и ё), а Т* или А* — транзицию Г — Ц ->¦ А — Т (рис. 3,ж и з).
1 Недавние расчеты методом ССП МО ЛКАО для всех валентных электронов [9] показали, что из двух возможных редких тауто-меров А таутомер NiH—N9H действительно более устойчив, чем N3H—N9H.
7
Для оценки константы таутомерного равновесия, определяющей вероятность мутаций, необходимо знать изменения энтальпии (АН) и энтропии (Д5) при таутомерном превращении. Обычно предполагают, что AS в реакциях ряда родственных соединений остается постоянной величиной;
Предыдущая << 1 < 2 > 3 4 5 6 7 8 .. 29 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

Есть, чем поделиться? Отправьте
материал
нам
Авторские права © 2009 BooksShare.
Все права защищены.
Rambler's Top100

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed