26.13. Мутации возникают в результате изменений последовательности оснований ДНК

Существуют мутации нескольких типов: 1) замена одной пары оснований (или нескольких пар) другой парой; 2) делеция одной или более пар оснований; 3) вставка (включение, инсерция) одной или более пар оснований (рис. 26.11). Наиболее распространенный тип мутаций - замена одной пары оснований другой парой. Частота спонтанных мутаций у бактериофага Т4 была оценена в на одну пару оснований за один цикл репликации. Для E. coli и Drosophila melanogaster эти величины составляют и соответственно.

Существует два типа одиночных замен пары оснований. Транзиция - замещение одного пурина другим пурином или одного пиримидина другим пиримидином. Трансверсией, наоборот, называется замещение

Рис. 26.8. Электронная микрофотография гибрида в-глобиновой мРНК и фрагмента геномной ДНК, содержащего ген в-глобина. Толстые петли двухспиральной ДНК - вставочные последовательности в ДНК, которых нет в мРНК (как на рис. 26.7, Б). Верхняя стрелка указывает на большую вставочную последовательность, нижняя стрелка - на маленькую. (Печатается с любезного разрешения д-ра Philip Leder.)

Рис. 26.9. Транскрипция гена в-глобина и удаление вставочных последовательностей из первичного РНК-транскрипта. Образование «колпачка» и присоединение обсуждаются в разд. 29.22.

пурина пиримидином или пиримидина пурином:

Механизм спонтанного возникновения транзиций был предложен Уотсоном и Криком в их классической работе о двойной спирали ДНК. Они отметили, что некоторые атомы водорода каждого из четырех оснований могут менять свое положение. Такие таутомерные формы, которые возникают с низкой вероятностью, могут образовывать необычные пары оснований, отличные от и

Рис. 26.10. Структура гена овальбумина куриного яйца. Интроны (некодирующие участки) показаны желтым цветом, а экзоны - синим.

Например, таутомерная иминоформа аденина может спариваться с цитозином (рис. 26.12). В следующем цикле репликации этот аденин, возможно, снова перейдет в свое обычное таутомерное состояние и будет спариваться с тимином, тогда как цитозин будет спариваться с гуанином. В результате одна из дочерних молекул ДНК будет содержать пару вместо пары (рис. 26.13).

Кроме того, мутации могут вызывать дефектные ДНК-полимеразы. Существует мутант E. coli, у которого частота мутаций в 1000 раз выше, чем в норме, возможно, из-за измененной полимеразы. Отличительная особенность мутаций этих клеток состоит в том, что почти все они являются трансверсиями