Глава 9. Рекомбинация ДНК: связь

И. М. Спивак. «Репликация ДНК: учебное пособие»
121
 
9.1. Роль двунитевых разрывов
ДНК в процессе рекомбинации
 
Двунитевые разрывы хромосом (double-strand breaks, DSBs) образуются после возде-
ствия ионизирующего излучения или химических мутагенов, получивших название радио-
миметиков. Также DSBs могут быть результатом действия ферментов, особенно во время
процесса репликации ДНК. Например, к появлению DSBs может привести нарушение
работы топоизомеразы II. Главную роль в репарации подобных DSBs играет гомологическая
рекомбинация, которая осуществляется чаще всего по принципу генной конверсии. Также в
некоторых случаях гомологическая репликация может инициировать процесс праймер-неза-
висимой репликации. Недавние открытия утверждают, что генная конверсия и индуциро-
ванная разрывами репликация являются связанными процессами, причем оба начинаются с
образования репликативной вилки, на обеих нитях которой, лидирующей и запаздывающей,
идет синтез ДНК. Также произошел большой прогресс в описании и определении биохими-
ческой роли белков рекомбинации, являющихся высоко консервативными у всех эукариот
от дрожжей до человека.
Репарация DSBs крайне важна для клеточного гомеостаз и в нее вовлечены большие
ресурсы. Оставшись неотрепарированными, такие повреждения ведут к потере хромосом и
\или индукции клеточной гибели. Будучи неточно репарированными они приводят к мута-
циям и хромосомным перестройкам. Мы остановимся на репарации ДНК путем одного из
процессов гомологической рекомбинации, известного как генная конверсия, при котором
разорванная хромосома «залатывается» с помощью копирования информации с гомологич-
ной хромосомы или сестринской хроматиды. Генная конверсия наиболее консервативный
способ репарации, при котором повреждение репарируется с минимальным количеством
ошибок, по сравнению с другими репарационными системами, использующими рекомбина-
цию, например NHEJ и рекомбинация с кроссинговером (то есть с обменом нитями ДНК),
обязательно сопровождающимися обширными делециями или маленькими инсерциями в
районе разрыва.
Впрочем, и генная конверсия иногда сопровождается кроссинговером взаимодейству-
ющих последовательностей, что может приводить к потере гетерозиготности в митотиче-
ских клетках. Очень похожие процессы наблюдаются и в мейозе, причем они также иници-
ируются DSBs. Обычно они описываются под названием мейотического кроссинговера.
В клетках млекопитающих, в противоположность дрожжевым, нерекомбинацонные
пути репарации гораздо более действенны, чем путь, использующий гомологическую реком-
бинацию. Но недавно было показано, что гомологическая рекомбинация крайне востребо-
вана в тех случаях, когда DSBs появляются в результате различных биохимических процес-
сов.

И. М. Спивак. «Репликация ДНК: учебное пособие»
122

жүктеу/скачать 2,57 Mb.

Достарыңызбен бөлісу: