Молекулярная биология клетки - Уилсон Дж.
ISBN 5-03-001999-5
Скачать (прямая ссылка):
информации, находящейся в цепях двойной спирали ДНК.
Е. Правильно.
Ж. Правильно.
3. Неправильно. Основное назначение SOS-ответа заключается в том, чтобы
понизить точность синтеза ДНК и сделать возможным продолжение репликации
после повреждения. Клетка отомрет, если репликация не возобновится,
поэтому SOS-ответ-это возможность для выживания, а плата за него-мутация.
И. Правильно. Дезаминирование A, G или С (Т не несет аминогруппы)
приводит к образованию основания, которое неестественно для ДНК.
Например, С дезаминируется с образованием U - этим, по-видимому, можно
объяснить, почему в ДНК вместо U используется Т. Проблема дезаминирования
возникает в клетках эукариот, у которых многие CG-динуклеотиды
метилируются в положении 5 углеродного кольца. Дезаминирование 5-
метилцитозина дает Т.
13
А. Необычная чувствительность двойных мутантов uvrArecA к УФ-свету по
сравнению с парами uvr-мутантов предполагает, что существуют два пути
ответа на повреждение, вызванное УФ-све-том. При этом продукты гена uvr
участвуют в одном пути, а продукт гена гесА - в другом. Согласно
эмпирическому правилу, если комбинация дефектных генов не дает более
выраженного мутантного фенотипа по сравнению с отдельными дефектными
генами, то продукты генов действуют, вероятно, по одному и тому же
биохимическому пути.
Продукты миг-гена образуют uvrABC-эндонуклеазу, которая
специфически отщепляет олигонуклеотид, состоящий из двенадцати
нуклеотидов и содержащий пиримидиновый димер. Белок гесА вовлекается в
два пути, по которым происходит обработка УФ-повреждений: SOS-ответ и
рекомбинационную репарацию. Пути, по которым осуществляется участие uvr-
и гесА-тенов, не полностью независимы друг от друга, так как экспрессия
миг-генов существенно возрастает при SOS-ответе.
Б. В случае штамма uvrArecA летальный удар соответствует образованию
примерно одного пиримидинового димера. Число пиримидиновых димеров на
один летальный удар можно рассчитать следующим образом: поскольку в
геноме содержится до 50% GC, то все четыре основания в геноме
представлены одинаково. Если они распределены в цепи случайным образом
(на самом деле это не так, но данное предположение можно считать
допустимым приближением), то из 16 возможных динуклеотидных пар в ДНК
четвертую часть составляют пиримидиновые пары; следовательно, в Е. coli
содержится 10б возможных мишеней для УФ-света. Если принять условие, что
при дозе 400 Дж/м2 1 % пиримидиновых пар превращаются в пиримидиновые
димеры, то число последних на один летальный удар у Е. coli составит
Пиримидиновые димеры 10б пиримидиновых пар
Летальный удар Е. coli
0,04 Дж/м2 1 пиримидиновый димер 1
----------------х-------------------------х------------•
Летальный удар 100 пиримидиновых пар 400 Дж/м
Пиримидиновые димеры
Летальный удар
-14
А. Вырезание при репарации поврежденного участка нуклеиновой кислоты,
инициируемое uvrABC-эндонуклеазой, производится очень точно. Это
единственный путь, действующий у штамма гесА,
Основные генетические механизмы 289
чем и объясняется характерная для последнего низкая частота
мутаций. Белок, кодируемый гесА, участвует в двух процессах: в репарации
путем рекомбинации, осуществляющейся с большой точностью, и в
многоуровневом SOS-ответе, один из этапов которого подвержен частым
ошибкам. Именно такой этап ответствен за высокую частоту мутаций у штамма
uvrA.
Частота мутаций у дикого штамма составляет всего лишь 1% от
частоты мутаций у штамма uvrA, поэтому у штамма Е. coli дикого типа
должен преобладать способ репарации, характерный для штамма тг. (Важно
помнить, однако, что экспрессия эндонуклеазы uvrABC увеличивается при
SOS-ответе.)
Б. Включение адениловых нуклеотидов против пиримидиновых димеров
должно было дать только одну треть от общего числа мутаций, образующихся
в результате случайного встраивания. Вставка произвольного нуклеотида в
каждом таком участке могла оказаться правильной только в одном случае из
четырех (т. е. в 25% случаев). И наоборот, включение А должно быть
правильным в 75% случаев, потому что Т-нуклеотиды составляют 75%
пиримидинов в димерах. Все А-нуклеотиды, включенные против СС(10%), как и
половина А-нуклеотидов, встроенных против ТС и СТ (15%), будут
неправильной заменой. Таким образом, "правило А"-это хорошая стратегия
для репарации поврежденной УФ-об-лучением ДНК. С эволюционной точки
зрения "правило А" можно рассматривать как механизм избирательной
адаптации к мощному потоку ультрафиолетовой радиации, возникший на ранней
стадии развития живого, до того как в результате накопления кислорода
атмосфера Земли стала менее проницаемой для ультрафиолета.
5-15 Индуцированная экспрессия 1ехА имеет то преимущество, что позволяет
быстро вернуться к нормальному состоянию сразу же после окончания
повреждающего воздействия. Если опасность для структуры ДНК все еще
