Рекомбинация инициирует репликацию при стрессе
Роль белков и ферментов гомологической рекомбинации в адаптивном мутагенезе долгое время оставалась загадочной. Теперь ясно, что эта роль - инициация репликации ДНК в клетках, находящихся в состоянии стресса и почти не растущих. Уточнение "почти" весьма принципиально. Во всех известных случаях адаптивного мутагенеза мутирующие клетки имели критический, или остаточный (судя по включению метки), синтез ДНК, который (по сравнению с нормально растущими клетками) составлял порядка 2% на геном в день [ Bridges ea 2001 ].
Суммируя, можно утверждать, что
1) стресс включает SOS-регулон , что, в свою очередь, активирует системы гомологической рекомбинации и репарации двунитевых разрывов;
2) ферменты гомологической рекомбинации образуют в ДНК одно- и двунитевые разрывы;
3) при репарации двунитевых разрывов происходит внедрение однонитевого фрагмента ДНК в гомологический двунитевой участок, что обусловливает инициацию репликации, не зависящую от канонического участка ori [ Bridges ea 2001 , Foster ea 2000 , Rosenberg ea 2001 ]. (Согласно современным представлениям, такая индуцируемая двунитевыми разрывами репликация является стандартной, когда восстанавливается движение остановленной или поврежденной вилки репликации. [ Kuzminov ea 1995 , Kuzminov ea 1999 , Motamedi ea 1999 ]);
4) Синтез ДНК осуществляется склонной к ошибкам ДНК-полимеразой IV [ McKenzie ea 2001 ], и эти ошибки потом не исправляются. При стрессе система репарации неправильно спаренных оснований временно отключается.
Действительно, при остановке роста активность системы MMR (mismatch repair) резко снижается. В 10 раз понижается количество белков MutS и MutH за счет негативной регуляции их синтеза транскрипционным фактором Сигма-С и трансляционным фактором HF-1 (Hfq) . Но при восстановлении роста клеток активность MMR системы восстанавливается [ Harris ea 1999 ]. В общем, при стрессе из-за активации SOS-pe-гулона и инактивации MMR-системы небольшая часть клеток (0.1%) становятся "временными" (transient, inheritable) мутаторами. И в условиях адаптивного мутагенеза именно 0.1% нерастущих клеток меняет морфологию и становится филаментыми , а это - фенотипический индикатор SOS-ответа [ Foster ea 2000 ].
Но почему он не происходит в остальных клетках?
