Микробиология, понятие микробиологии, статьи по микробиологии, микробиологические процессы

11.04.2011

Существует и другого рода супрессия, называемая внегенной. При внегенной супрессии вторичные мутации, подавляющие выражение первичного мутационного изменения, локализованы в так называемых генах супрессорах. Полагают, что мутации геновсупрессоров изменяют свойства транспортных РНК и вызывают другие нарушения в ходе трансляции. В конечном счете при этом транскрибированная в иРНК мутация считывается в рибосомах неправильно. Эта неправильность исправляет мутационное изменение и восстанавливает функцию мутировавшего гена. Мутации вызываются самыми различными физически ми и химическими агентами. Механизм действия мутагенов различен.
Аналоги оснований вызывают замены пар оснований. Наиболее детально изучен механизм мутагенного действия 5бромурацила (5БУ), отличающегося от естественного основания ДНК (тимина) лишь содержанием атома Вг, заменяющего метильную группу. Благодаря своей структуре 5БУ ошибочно спаривается с гуанином. Такая ошибка может совершаться в момент включения аналога в состав ДНК, и тогда она называется ошибкой включения. Включаясь в ДНК, 5БУ, как и тимин, может спариваться и с аденином. Ошибочное нее спаривание с гуанином может произойти при последующей репликации ДНК, содержащей 5БУ. В этом случае имеет место так называемая ошибка репликации. Ошибка включения приводит к замене ГЦ кАТ. Ошибка репликации вызывает замену AT ГЦ (58). Чаще 5БУ вызывает замену первого рода.
2Аминопурин (2АП) спаривается с тимином и цитозином. Спаривание с цитозином приводит к различного рода простым заменам пар оснований (АТ=р±ГЦ). Механизм замен тот же, что и описанный для 5БУ.

У микробов, несущих точковые мутации, могут возникать вторичные мутации, ведущие к образованию бактерий дикого фенотипа. При этом первичную мутацию, приведшую к возникновению мутантного фенотипа, называют прямой мутацией, а мутацию, обусловившую возврат дикого фенотипа, обратной мутацией.
Возврат дикого фенотипа может быть обусловлен истинной реверсией, которая возникает в том случае, когда прямое мутационное изменение состоит в простой замене пар оснований. Так, если прямая мутация возникла в связи с заменой пары AT на ГЦ, го обратная мутация заключается в замене пары ГЦ на AT.
При истинной реверсии восстанавливается не только дикий фенотип, но и генотип.
Восстановление дикого фенотипа может возникать и другим механизмом, именуемым супрессией. Супрессия выражается в подавлении существующего (прямого) мутационного изменения. Она осуществляется двумя путями. Первый путь возникновение вторичной мутации в пределах то же гена. В этом случае говорят о внутригенных супрессорных мутациях. Такие мутации эффективны тогда, когда первичная прямая мутация представляет собой вставку или выпадение пары нуклеотидов. В результате таких изменений происходит сдвиг в считывании генетической информации, закодированной в данном гене. Сдвиг на один нуклеотид приводит к искаженному считыванию всех последующих триплетов (57) в процессе их транскрипции в иРНК. Если же при наличии прямого мутационного изменения (вставки или выпадения) на последующем участке ДНК происходит изменение противоположного рода (выпадение или вставка соответственно), правильность считывания информации восстанавливается.

Различают крупные перестройки и точковые мутации. К крупным перестройкам относятся генные и хромосомные мутации. Они могут возникать вследствие выпадения большого числа нуклеотидов (делеции), формироваться в результате поворота участка хромосомы на 180° (инверсии), повторения участка хромосомы (дупликации), перестановки сегментов хромосомы (дислокации) и др. Точковые мутации могут представлять собой выпадение или вставку одной пары оснований. К точковым мутациям относятся также замены отдельных пар оснований. В последнем случае различаются простые замены, или транзиции (замена пурина на пурин и пиримидина на пиримидин), и сложные замены, или трансверсии (замены пурин пиримидин) (56).

Описанные результаты относятся к мутациям, возникающим в отсутствие каких либо специальных воздействий. Но мутации могут быть получены и экспериментально под влиянием ряда физических и химических воздействий. Факторы, вызывающие мутации, называют мутагенными агентами. К числу сильных мутагенов относятся проникающая радиация, ультрафиолетовые лучи, алкилирующие соединения, азотистая кислота, аналоги оснований и ряд других соединений, способных реагировать с ДНК или действовать на нее опосредованно. Мутации, возникающие при обработке мутагенными агентами, называют индуцированными Мутациями.
Как спонтанные, так и индуцированные мутационные изменения появляются при нарушении последовательности нуклеотидов ДНК. Нарушая последовательность иуклеотидов, в которой записана генетическая информация, мутации обусловливают изменение (или утрату) функции гена. Проявлением мутации служит приобретение или утрата признака, присущего клетке. Мутации, затрагивающие один ген, называют генными мутациями, а мутационные изменения, распространяющиеся более чем па одном гене хромосомными мутациями.

Используя метод отпечаток, можно выделить антибиотике и фагорезпстентные культуры, не подвергая бактерии селективному воздействию, т. е. не высевая (с целью селекции) на среду, содержащую фаг или антибиотик.
Выделение резистентных культур таким путем называют косвенным отбором. Схема подобного опыта представлена на 55.
Описанные исследования действительно показали, что в культурах бактерий, не подвергаемых специальным воздействиям, мутации могут возникать независимо от селекционирующего фактора. Вместе с тем эти исследования ни в коей мере не противоречат положению о причинной обусловленности спонтанных мутаций. Они лишь говорят о том, что события, вызывающие спонтанные мутации, совершаются до воздействия селекционирующего фактора.