24.26. ДНК содержит тимин вместо урацила, что делает возможной репарацию дезаминированного цитозина
Цитозин в ДНК спонтанно дезаминируется с измеримой скоростью, образуя урацил.
Дезаминирование цитозина является потенциально мутагенным, так как образующийся урацил спаривается с аденином, и, следовательно, одна из дочерних цепей будет содержать 
-пару оснований вместо исходной GC-пары:
Эта мутация исправляется под действием репарационной системы, узнающей чужеродный урацил в молекуле ДНК (рис. 24.47). Прежде всего урацил-ДНК-гликозидаза гидролизует гликозидную связь остатка урацила с дезоксирибозой. На этом этапе остов ДНК остается интактным, но одно основание отсутствует. Затем специфическая эндонуклеаза узнает этот дефект и расщепляет остов рядом с отсутствующим основанием. ДНК-полимера-за I вырезает оставшийся дезоксирибозо-фосфат и вставляет цитозин, комплементарный гуанину в неповрежденной цепи. Наконец, репарированная цепь заделывается ДНК-лигазой.
В течение многих лет оставалось загадкой, почему в ДНК присутствует тимин, а не урацил, ведь оба основания спариваются с аденином. Единственное различие между ними - метильная группа тимина на месте атома водорода при 
в урациле. Почему это метилированное основание используется в ДНК, но не в РНК? Напомним, что на метилирование дезоксиуридилата с образованием дезокситимидилата расходуется много энергии (разд. 22.16). Открытие сравнительно недавно активной системы, репарируюшей дезаминирование цитозина, служит убедительным ответом на эту загадку. Урацил-ДНК-гликозидаза не удаляет тимина из ДНК. Таким образом, метильная группа тимина служит меткой, позволяющей отличать его от дезаминированного цитозина. Если бы этой метки не было, урацил, стоящий на правильном месте, было бы невозможно отличить от урацила,
Рис. 24.46. Репарация участка ДНК, содержащего тиминовый димер, в результате последовательного действия специфической эндонуклеазы, ДНК-полимеразы и ДНК-лигазы. Тиминовый димер показан синим цветом, а новосинтезированный участок ДНК - красным. [Наnawalt P.C, Endeavor, 31, 83 (1972).]
образовавшегося в результате дезаминирования. Дефект остался бы незамеченным, и в одной из дочерних молекул ДНК неизбежно произошло бы мутационное замещение одной GC-пары на AU-mpy. Система репарации, которая выискивает урацилы и оставляет тимины, подавляет такие мутации. По всей вероятности, тимин используется в ДНК вместо урацила для увеличения надежности генетической информации. В противоположность этому РНК не репарируется, и в ней используется урацил, так как он представляет собой менее дорогой строительный блок.
