МОЛЕКУЛЯРНЫЕ ОСНОВЫ НЕКОТОРЫХ ГЕНЕТИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ

⇐ ПредыдущаяСтр 30 из 45Следующая ⇒

Молекулярный механизм мутаций. Модель ДНК, предложенная Ф. Криком и Дж. Уотсоном в 1953 г. (см. рис. 12), способствует пониманию некоторых основных генетических явлений на молекулярном уровне: существования самого гена, его действия, репликации, мутирования и рекомбинации. Так как основным способом изучения наследственности и, следовательно, структуры гена является изучение механизма мутаций, то прежде всего рассмотрим, как модель строения ДНК помогает решить этот вопрос.

Если генетическая специфичность определяется последовательностью пар нуклеотидов в молекуле ДНК, то возникновение мутации должно быть связано с нарушением последовательности нуклеотидов. Можно предположить четыре типа таких изменений: замена одного или большего числа нуклеотидов, изменение последовательности пар нуклеотидов, удвоение одной или большего числа пар нуклеотидов, выпадение одной или большего числа пар нуклеотидов. Э. Фриз, рассматривая молекулярный механизм мутаций, отмечает несколько возможных путей влияния химических мутагенов.

Присутствие каких-либо химических веществ в клетке может вызвать подавление нормального образования предшественников нуклеиновых кислот. Например, азосерин, подавляющий синтез пуринов, оказывается сильным мутагеном; уретан также является сильным мутагеном, подавляющим синтез пири-мидинов.

Мутагенное действие может сводиться к тому, что в ДНК будет происходить включение аналогов оснований. В ДНК и РНК нормально включаются свойствзнные им основания. В ДНК включаются А—Т, Ц—Г, а в РНК —А—У, Ц—^Установлено, что к аденину на место тимина в ДНК бактерий, фагов и человека в культуре тканей может быть включен 5-бром-урацил и другие производные. Иногда, но редко происходит спаривание 5-бромурацила с гуанином. Обе схемы спаривания показаны на рисунке 117. Если произойдет ошибка и вместо тимина к аденину присоединится 5-бромурацил, то- в последующих репликациях ДНК 5-бромурацил может присоединить гуанин, который далее уже нормально спарится с цитозином. В результате пара оснований А—Т может заместиться на пару Г—Ц. В другом случае таким же образом пара Г—Ц может быть заменена парой А—Т. Данная схема возможных замещений приведена на рисунке 118. Сильный мутаген — азотистая кислота действует путем дезаминирования оснований. Дезаминирова-нию в ДНК легче всего подвергается гуанин, затем цитозин