|
=== Механизмы мутагенеза ===
Последовательность событий, приводящая к [[Мутация|мутации]] (внутри хромосомы) выглядит следующим образом. Происходит повреждение [[ДНК]]. Если повреждение [[ДНК]] не было корректно [[Репарация ДНК|репарировано]], оно приведет к [[Мутация|мутации]]. В случае если повреждение произошло в незначащем (интрон) фрагменте ДНК, или если повреждение произошло в значащем фрагменте (экзон) и, вследствие вырожденности генетического кода не произошло нарушения, то [[мутация|мутации]] образуются, но их биологические последствия будут незначительными или могут не проявиться.
Мутагенез на уровне генома также может быть связан с инверсиями, делециями, транслокациями, полиплоидией, и анеуплоидией, удвоением, утроением (множественной дупликацией) и т. д. некоторых хромосом.
В настоящее время существует несколько подходов, использующихся для объяснения природы и механизмов образования [[точечная мутация|точечных мутаций]]. В рамках общепринятой, полимеразной модели считается, что единственной причиной образования [[мутация замены оснований|мутаций замены оснований]] являются спорадические ошибки [[ДНК-полимераза|ДНК-полимераз]]. В настоящее время такая точка зрения является общепринятой <ref name=autogenerated20130121-1>Pham P., Bertram J. G, O’Donnell M., Woodgate R., Goodman M. F. A model for SOS-lesion-targeted mutations in Escherichia coli // Nature. - 2001. - 408. – P. 366-370.</ref>.
[[Уотсон, Джеймс|Уотсоном]] и [[Крик, Фрэнсис|Криком]] предложили [[таутомерия|таутомерную]] модель спонтанного мутагенеза <ref> Watson J. D., Crick F. H. C. The structure of DNA // Cold Spring Harbor Symp. Quant. Biol. - 1953. – 18. – P. 123-131.</ref> Они объяснили появление спонтанных [[мутация замены оснований|мутаций замены оснований]] тем, что при соприкосновении молекулы [[ДНК]] с молекулами воды могут изменяться [[таутомерия|таутомерные]] состояния оснований [[ДНК]].
Образование [[мутация замены оснований|мутаций замены оснований]] объяснялось образованием [[Хугстиновские пары|Хугстиновских пар]].<ref>Полтев В. И., Шулюпина Н. В., Брусков В. И. Молекулярные механизмы правильности биосинтеза нуклеиновых кислот. Компьютерное изучение роли полимераз в образовании неправильных пар модифицированными основаниями // Молек. биол. – 1996. – 30. – С. 1284-1298.</ref>. Предполагается, что одной из причин образования [[мутация замены оснований|мутаций замены оснований]]основания является [[дезаминирование]] 5-метилцитозина,<ref>Cannistraro V. J., Taylor J. S. Acceleration of 5-methylcytosine deamination in cyclobutane dimers by G and its implications for UV-induced C-to-T mutation hotspots // J. Mol. Biol. – 2009. – 392. – P. 1145-1157. </ref>
В рамках полимеразно – таутомерная модель ультрафиолетового мутагенеза разработаны механизмы образования [[Мишенная мутация замены оснований|мишенных]] <ref>Гребнева Е. А. Мишенный мутагенез, вызванный цитозиновыми димерами и механизм образования мутаций замены оснований при SOS-репликации после облучения двухцепочечной ДНК ультрафиолетовым светом // Доклады НАН Украины – 2001. - № 8. - С. 183-189.</ref><ref>Гребнева Е. А. [http://www.nbuv.gov.ua/portal/natural/vdu/a/2009_1/Biology%20sciences/1_Grebneva.pdf Образование мишенных мутаций замены оснований при синтезе двухцепочечной ДНК, содержащей цис-син циклобутановые пиримидиновые димеры] // Вестник Донецкого университета. - 2009, № 1. - С. 323-330.</ref>, и [[немишенная мутация замены оснований|немишенных мутаций замены оснований]]<ref>Гребнева Е. А., Иванов М. О. Возможные молекулярные механизмы образования мутаций немишенного типа при SOS-репликации двухцепочечной ДНК // Биополимеры и клетка. – 2001. – 17. - С. 388-395.</ref> <ref>Гребнева Е. А. Возможные молекулярные механизмы немишенного мутагенеза при пострепликативной SOS-репарации двухцепочечной ДНК, содержащей в обеих цепях тиминовые димеры // Биополимеры и клетка – 2002. – 18. - С. 394-400.</ref> <ref>Гребнева Е. А. [http://www.nbuv.gov.ua/portal/natural/vdu_a/2011_2/5_Biology/1_Grebneva.pdf Механизм образование немишенных мутаций замены оснований при склонном к ошибкам и SOS-синтезе двухцепочечной ДНК, содержащей в обеих цепях цис-син циклобутановые цитозиновые димеры] // Вестник Донецкого университета. - 2011, № 2. - С. 132-138.</ref> <ref>Гребнева Е. А. Три источника немишенных мутаций замены оснований, образующихся после облучения молекулы ДНК ультрафиолетовым светом // Доклады НАН Украины – 2013, № 1.</ref>, мишенных [[Мутация|мутаций]] сдвига рамки.<ref>Гребнева Е. А. Механизмы образования мишенных мутаций сдвига рамки чтения при синтезе молекулы ДНК, содержащей цис-син циклобутановые цитозиновые димеры // Материалы I Международной научно-технической конференции «Современные проблемы физики, химии и биологии. ФизХимБио – 2012», 28-30 ноября 2012 г. / М-во образования и науки, молодежи и спорта Украины, Севастопольский нац. тех. ун-т.; ред. М. П. Евстигнеев. — Севастополь: СевНТУ, 2012. — 215 с. - С. 118-121.</ref>. Разработаны механизмы образования мутаций замены оснований при склонной к ошибкам и SOS-репликации.<ref name=ReferenceA>Grebneva H. A. One of mechanisms of targeted substitution mutations formation at SOS-replication of double-stranded DNA containing cis-syn cyclobutane thymine dimers // Environ. Mol. Mutagen. – 2006. –47. – P. 733-745.</ref> и пострепликативной SOS-репарации <ref>Гребнева Е. А. Молекулярные механизмы образования мутаций замены оснований при пострепликативной SOS-репарации двухцепочечной ДНК, содержащей тиминовые димеры // Биополимеры и клетка. – 2001. – 17. - С. 487-500.</ref>. Полимеразно – таутомерная модель основана на идее о том, что при образовании цис-син циклобутановых [[пиримидиновый димер|пиримидиновых димеров]] могу изменяться [[таутомерия|таутомерные]] состояния входящих в них оснований.<ref>Гребнева Е. А. Механизмы образования потенциальных мутаций при формировании цитозиновых димеров в результате облучения двухцепочечной ДНК ультрафиолетовым светом // Доклады НАН Украины – 2001. - № 7. - С. 165-169.</ref>. Предложен механизм изменения [[таутомерия|таутомерных]] состояний спаренных оснований при облучении молекулы [[ДНК]] [[Ультрафиолетовое излучение|ультрафиолетовым светом]]<ref>Grebneva H. A. Nature and possible mechanisms formation of potential mutations arising at emerging of thymine dimers after irradiation of double-stranded DNA by ultraviolet light // J. Mol. Struct. – 2003. – 645. - P. 133-143.</ref>. Показано, что возможно образование 5 редких [[таутомерия|таутомерных]] состояний для аденина и тимина<ref>Гребнева Е. А. Природа и возможные механизмы образования потенциальных мутаций, возникающих при появлении тиминовых димеров после облучения двухцепочечной ДНК ультрафиолетовым светом // Биополим. клетка. – 2002. – 18. - С. 205-218.</ref> и 7 для гуанина и цитозина,<ref>Гребнева Е. А. [http://www.nbuv.gov.ua/portal/natural/vdu_a/2008_2/Biology/1_Grebneva.pdf Полимеразно-таутомерная модель УФ-мутагенеза: образование редких таутомерных форм цитозина и гуанина в двунитевой ДНК] // Вестник Донецкого университета - 2008, № 2. - С. 306-313.</ref> способных влиять на характер спаривания оснований. Изучены условия, при которых такие редкие [[таутомерия|таутомерные]] формы оснований [[ДНК]] будут стабильными.<ref name=ReferenceA /> Такие редкие таутомерные формы оснований ДНК будут стабильными, если соответствующие основания входят в состав циклобутановых [[пиримидиновый димер|пиримидиновых димеров]]. Это происходит потому, что при образовании циклобутановых [[пиримидиновый димер|пиримидиновых димеров]], нить [[ДНК]] искривляется, и [[водородные связи]] между основаниями рвутся.<ref>Yamaguchi H., van Aalten D. M., Pinak M., Furukawa A., Osman R. Essential dynamics of DNA containing a cis.syn cyclobutane thymine dimer lesion // Nucleic Acids Res. – 1998. – 26. – P. 1939-1946.</ref>
=== Точечные мутации ===
|
