Ген: запрограммированная нестабильность в геноме
Стабильность гена in vivo является одним из его жизненно важных свойств. Однако оказалось, что существование большинства позвоночных животных зависит не только от стабильности их генома, но и от запрограммированной нестабильности ряда генетических локусов.
Например, функционирование иммунной системы основано на происходящих в онтогенезе перестройках генетического материала в локусах, заключающих в себе последовательности генов иммуноглобулинов .
Запрограммированная высокая частота перестроек генов поверхностного антигена малярийного плазмодия позволяет паразиту избегать нейтрализующего влияния иммунной системы, т.е. дает возможность выжить.
Гены, кодирующие рецепторы пахучих веществ системы обоняния позвоночных животных и человека, претерпевают перестройки, подобные перестройкам генов иммуноглобулинов, с теми же биохимическими последствиями.
Примером естественной генетической нестабильности может служить механизм образования гена фактора сигмаk (или согма27) РНК-полимеразы Bacillus subtilis, когда происходит объединение в одной рамке считывания гена spoIVCB , кодирующего N-концевую часть сигмаk, с геном spoIIIC , в котором закодирована недостающая С- концевая часть белка. Фактор сигмаk в составе молекулы РНК- полимеразы функционирует только в процессе споруляции B. subtilis, обеспечивая избирательную транскрипцию бактериальных генов. Вновь созданный ген не передается потомству B. subtilis, так как материнские клетки перестают существовать после образования спор. Такой способ регуляции экспрессии генов путем продуктивного объединения их участков на уровне геномной ДНК, по- видимому, распространен у клеток, претерпевающих терминальную дифференцировку.
Еще одним механизмом, контролирующим темп мутационных изменений отдельных генетических локусов у про- и эукариот, может быть дифференциальная защита индивидуальных генов от химического мутагенеза как следствие их специфической пространственной организации.
Генетически детерминированный уровень мутагенеза отдельных локусов может определять и предпочтительное изменение генов в филогенезе. Этот же механизм мог бы контролировать мутабильность индивидуальных генов или их частей в онтогенезе, а также объяснять возможность возникновения адаптивных мутаций .
