В.И. Иванов - Генетика (1117686), страница 40
Текст из файла (страница 40)
Выраженная гетерогенность ХР (клинических различий между разными пациентами сданным заболеванием) может быть обусловлена возникновением дефектов либо в различных сайтах одного и того же гена, либо в ~снах, кодирующих разные полипептиды. Для решения этой проблемы использовали метод непарной клеточной гибридизации фибробластовот разных ХР-больных. Анализ результатов был основан на том, что дочерняя гибридная клетка, может осуществлять эксцизион ную репарацию, если дефекты ферментов репарации связаны с разными покусами. В таком случае наличие одного неповрежденного фермента обес~гечивается одним геномом, а другого — вторым геномом, взаимно компенсируя дефектыы.
Если же ферментативные дефекты идентичны, то даже при повреждении раз~ пах сайтов одного гена, компенсация невозможна и гибридная дочерняя клетка будет иметь репарационный дефект. С помощью этого метода было идентифицирова~ ю 7 ~рупп комплементации (7 различных покусов) в случае дефектов генов эксцизигв и к1й репарации ХР (А, В, С, О, Е, Е Сг), и 1 группа — связанная с дефектом постреш~икативпой репарации (около 20% среди всех больных пигментной ксеродермой), так ~апываемая ХР . Между группами комплементации, и даже внутри одной комю смсптационной группы наблюдаются выраженные клинические различия.
Больши~ ютво ~ьч юв, мутации которых вызывают пигментную ксеродерму, известны, и соотвстогвукицие белки по своим функциям в целом сходны с ферментами прокариотичсской эксцизионной репарации. Но частоты встречаемости разных групп комплемента~ сии в разных странах различны: в Европе наиболее распространена группа Х Р(', в Японии — ХРА. Причем среди европейских пациентов не было обнаружено ~ руш~ ХРВ и ХРР, а в Японии при таком же отсутствии группы ХРВ группа ХРР была ~ представлена значительным количеством индивидов.
П родукг гена ХРА, картированного в длинном плече девятой хромосомы (9г)34.1),— гю ДН К-связывающий белок, имеющий два цинковых «пальца». В облученных ультрафиолетом клетках ДНК-связываюшие свойства этого белка усиливаются в 1000 риз. Показано, что для осуществления эксцизионной репарации необходимы С-ко1юц и один из цинковых «пальцев». Белковым продуктом гена ХРВ, картированного и покусе г(21 хромосомы 2 — (2г(21), является геликаза, входящая в состав ТР11Н-фактора транскрипции размером 89 кДа. Ген ХРС, предварительно картированный на хромосоме 3, кодирует белок Р125, функция которого пока не совсем ясна. Тем не менее, показано его участие совместно с полипептидом Р58 в восстановлении репарационной активности. Ген ХРК подобно гену ХРВ, кодируег одну из субьединиц фактора транскрипции ТГ11Н размером около 87 кДа (общее число этих субьединиц 1ю менее 5 и, вероятно, более 9).
Ген ХРГЗ картирован в покусе (г(13.2-г(13.3) хромосомы 19; его белковый продукт имеет геликазную активность. Ген ХРГ, картированный и коротком плече хромосомы 16 — (1бр13.13), по-видимому, продуцирует эндонуклеазу, надрезаюшую ДНК с 5'-стороны. А продуктом гена ХР6, локализованного в длинном плече хромосомы 13 — (13г(33), является эндонуклеаза, надрезаюшаяДНК с противоположной — 3'-стороны. Рис.10.3 отражает взаимодействие вышеописанных белковых продуктов в процессе эксцизионной репарации Важно отметить, что повышенный риск новообразований уже в молодом возрасте, по ряду данных, свя- Глаеи ГО.
РепадаииеЛГ!Гг' Рис. 10.3. Модель взаимодействия продуктов различных генов человека в процессе репарации ДНК-повреждений, вызванных УФ-облучением. (Из; Спивак, 1999) зан с увеличением интенсивности УФ-излучения, вызывающим перегрузку эксцизионной системы репарации, которая успешно справляется с низким уровнем облучения. Так установлено, что для гетерозигот по пигментной ксеродерме вероятность возникновения рака кожи повышена на юге США, но не вдругих районах этой страны. Установлено, что в клетках пациентов с ХР пирнмидиновыедимеры удаляются с такой же скоростью и эффективностью, что и в клетках здоровых доноров, т.е. при внешних признаках болезни дефекты эксцизионной репарации не обнаруживаются.
У таких больных выявляется другое нарушение — полная репликация поврежденных участков ДНК Подобный дефект пострепликативной репарации наблюдается и в других группах больных ХР, но в значительно меньшей степени. Таким образом, в случае ХР превалирующим фактором является изменение параметров репликации ДНК.
Три из семи групп комплементации (ХРВ, ХРП и ХРО) могут иметь внешние признаки другого наследственного заболевания аугосомно-рецессивного свидрома Киккейва (СЯ), в основе формирования которого лежат дефекты э ндонуклеаз экс цизионного нуги репарации. Синдром проявляется как карликовость при нормальном уровне гормонов роста. Кроме того, для больных характерны кальцификация костей черепа, атрофия зрительного нерва, глухота и ускоренное старение. Предположить дефект репарации у СЗ-пациентов позволила их необычная чувствительность к сол— печному свету.
Оказалось, что в культуре клеток больных с синдромом Коккейна наблюдается подавление синтеза РНКУФ-облучением (этот феномен стали вдальнейшем использовать для дифференциальной диагностики СЗ). Для данного синдрома бьши выявлены две группы комплементации — СБА и СБВ. Упомянутые выше редкие случаи выявления признаков синдрома Коккейна у групп ХРВ, ХРО и ХРО рассматриваются отдельно и обозначаются как ХРВ/СБ, ХРО/СЗ и ХРО/СБ. Ген Сьч, картированный на коротком плече хромосомы 5 в локусе (р12-р14), отвечает за синтез белка-переносчика, который входит в состав транскрипционного комплекса ТР11Н, уже упоминавшегося в связи с белками ХРВ и ХРО. Причем за связывание в комплексе отвечает 1Ч-конец белка СБА. Ген СоВ локализован в длинном плече хромосомы 1Π— (10911.2). Белок СБВ, являющийся его продуктом, имеет общие после- !76 одн ню /. ГЗВщан пнннники довательности с фактором, связывающим транскрипцию и репарацию у Е.
сиП, и, ~ ю-видимому, вместе с белком СЗА участвует в привлечении белков эксцизионной репарации в район остановившейся транскрипции. Данное ~ предположение базируется ~~а имеющихся в достаточном количестве наблюдениях, подтверждающих сопряженные дефекты генетической репарации и транскрипции при СБ. В 80-х годах 11. Ха пав елт оп исал так называемую преимущественную репарацию ДИК. Этот феномен состоит в более быстром удалении отдельных типов повреждений ДН К из многих (но не изо всех) транскрипционно-активных генов по сравнению с транскрипционно-неактивными (предполагается, что у ТР11Н-фактора транскрипции существуют две формы: в транскрипции участвуег хоп о-форма, в репарации — ре нарос о ма) .
Было показано, что у облученных ультрафиолетом СЗ-клеток отсутствует преимущественная репарация ДНК При этом в них снижена скорость репарации как молчшпих (нетранскрибируемых), так и транскрипционно-активных участков генома. 11акгв ионные наблюдения, подтверждающие наличие при СБ сопряженного дефекта репарации и транскрипции, позволяют предполагать, что причина большинства тех тяжелых симптомов у Со-пациентов, которые не удается объяснить только нарушением репарации ДНК, кроется в снижении уровня и нарушении последовательности ~ранскрипции в онтогенезе.
Третье заболевание, характеризующееся повышенной фоточувствительностью ДНК у его носителей (примерно у половины) — это наследуемая по аугосомно-ре- ~ ~соси ~я юму типу тряхатиадяетрафвя (ТТ))). Важнейший диагностический признак 'Г1'1) . специфическая ломкость волос, обусловленная уменьшением содержания в пих пизкомолекулярных богатых серой белков. К этому основному клиническому пргнвнач ~ию следует добавить аномалии зубов и кожи, ихгиоз, дефекты полового рт~вития, часто наблюдающиеся умственную и физическую отсталость, а также поаьппсппую предрасположенность к раку кожи. Специфический патгерн волос при микроскопировании характеризуется чередованием темных и светлых полос (напоминаег тигровый хвост).
Белки с высоким содержанием серы в таких волосах претерпевают не только количественные, но и качественные изменения. Они содержат меньше цистеина и имеют сильно измененный аминокислотный состав. Исследование в культуре клеток фоточувствительных пациентов с ТТО показало, что дефект ре ~ ~ а рации в них соответствует дефекту уже рассмотренного белка Х Р О. Кроме того установлено, что часть фоточувствительных клеточных линий комплементируег как с ХРО, так и с ХР (А, С, Е, Р и О), а также восстанавливает свои репарационные функции при микроинъекции белка ХРВ. Среди больных ТТО, страдающих повышенной фоточувствительностью, обнаружены индивиды, в культивируемых клетках которых вообще отсутствуег ком плементация с клетками ХР. Это обстоятельство послужило стимулом для интенсивного изучения гена ХР0 у пациентов с пигментной ксеродермой и с трихитиодистрофией. Результатом проведенных исследований стала гипотетическая схема, предложенная в 1990 г.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
