SOS-оперон у E.coli

P

O

uvrA

uvrB

UvrC

uvrD

LexA

RecA

Другие гены

umuC

umuD

Терми- натор

Рис. 4.4. Регуляторные участки и наиболее значимые гены в SOS-опероне у E.coli

Подтверждением существования SOS-репарации является реактивация Уэйгла, обнаруженная у бактериофагов. Уэйглом было установлено, что УФ-облученный фаг может размножаться только в облученных клетках бактерий, у которых уже включилась SOS-система репарации. Собственных репаративных ферментов фаг не имеет, поэтому без индукции репаративных ферментов у клетки-хозяина он не в состоянии «исправить» свою поврежденную ДНК.

Есть и другие системы SOS-репарации, которые работают по исправлению мутаций, вызванных алкилирующими мутагенами. Оказалось, что активированная метилтрансфераза, т.е. отобравшая алкильную группу от мутантного нуклеотида, служит активатором транскрипции ряда генов – своего собственного и гена кодирующего ДНК-N-гликозилазу, специфичную к алкилированным основаниям (см. «Прямая реактивация»).

III. Пострепликативная репарация (рекомбинационная)

Этот тип репарации включается в том случае, если другие репаративные системы (MR-система, прямая, эксцизионная, SOS-система) полностью не смогли выправить все мутации и повреждения. Например, если в материнской матричной цепи имелся тиминовый димер, то при репликации ДНК-полимераза III перед ним останавливается (на 10 сек), а далее синтез продолжается на расстоянии 1000 нуклеотидов за счет формирования новой реплисомы. В результате этого в дочерней цепи образуется брешь. Застраивание ее производится путем рекомбинации с участием белков RecABCD, аименно: полифункциональный фермент RecBCD (имеет топоизомеразную, экзо- и эндонуклеазную активности) вырезает из второй матричной цепи недостающий фрагмент и с помощью RecA-белка встраивает его в брешь дочерней цепи. А брешь, появившаяся в матричной цепи восстанавливается путем репликации с использованием в качестве матрицы дочерней цепи.

Подобный механизм существует не только у прокариот, но и у эукариот. У людей с наследственным нарушением пострепликативной репарации возникает заболевание пигментная ксеродерма, обычно заканчивающееся развитием рака в раннем возрасте.

Тема 5: МОБИЛЬНЫЕ ГЕНЕТИЧЕСКИЕ ЭЛЕМЕНТЫ (МГЭ)

Мобильными генетическими элементами (МГЄ) называют все те элементы генома, которые способны существовать автономно, интегрироваться в другие элементы генома и самостоятельно перемещаться между разными элементами генома. К МГЭ относят: плазмиды, IS-элементы, транспозоны и вирусные ДНК. МГЭ, наряду с мутациями, играют колоссальную роль в изменчивости всех живых организмов, так как приводят к рекомбинациям ДНК. Их перемещение сопровождается делециями (выпадениями фрагментов ДНК) и инсерциями (вставками геномных фрагментов), а также возможны дупликации элементов генома и другие перестройки ДНК. Охарактеризуем разные виды мобильных генетических элементов.