Введение к работе
Актуальность темы. В основе многих перестроек наследственного материала лежит генетическая рекомбинация. Наиболее распространена гомологичная рекомбинация, которая происходит регулярно в жизненном циіоіе большинства организмов. Рекомбинационные процессы находятся под контролем генов." кодирующих рекомбинационные белки, и локальных структур ДНК, участвующих в _ рекомбинации. Хорошо известно стимулирующее влияние длинных инвертированных повторов на незаконную рекомбинацию у бактерий и дрожжей (делеции палиндромов, точное и неточное вырезание Тп5 и TrslO). Длинные инвертированные повторы (ДИП) весьма распространены в геномах высших эукариотических организмов, и поэтому могут быть значительным источником геношш перестроек. Настоящая работа посвящена изучению индукции гомологичной рекомбинации длинными инвертированными последовательностями. Нами была использована инсерция бактериального транспозона 7п5 в ген LYS2 дрожжей Saccharomyces cerevisiae. Согласно нашим данным о генетическом контроле вырезания бактериального транспозона Тп5 у дрожжей, мы высказываем предположение CGordenin et al. , 19923, что в районе инсерции Тп5 можэт образовываться вторичная структура ДНК, которая с высокой частотой может вызывать торможение репликации.
Задачи работы. В задачу нашей работы входило выяснить, оказывает ли инсерция Гп5 эффект на' митотическую гомологичную рекомбинацию в гене 1Л32. Кроме того, мы планировали изучить влияние мутаций в генах, контролирующих синтез ДНК-полимераэ и репарацию ДНК у дрожжей, на гомологичную рекомбинацию с участием содержащей инсерцию Тп5 аллели LYS2. ,
Научная новизна. Мы провели изучение аффекта инвертированных повторов бактериального транспозона Тп5 на гомологичную рекомбинацию в митозе у дрожией и исследовали генетический контроль гомологичной рекомбинации с участием мутантной аллели LYS2, содержащей инсерцию Тп5. В результате мы впервые продемонстрировали, что
последовательность ДНК, включающая длинные инвертированные повторы Тп5, повышает частоту митотичеекой впутригенной рекомбинации у дрожжей (является' "горячей
точкой" рекомбинации);
- инсерции с ДЙП Тп5 конвертируют к последовательности
"дикого типа" чаще других исследованных нами мутаций lys2;
- мутация в гене P0L2, контролирующем синтез дрожжевой
ДНК-полимеразы , избирательно повышает частоту Тп5-зависимой
рекомбинации.
Теоретическая и практическая ценность работы. Перечисленные факты и закономерности обнаружены нами впервые. Они имеют большое значение для понимания механизмов инициации гомологичной рекомбинации у дрожжей и других эукариотических организмов. Они позволяют делать предположения о:
- потенциальной рекомбингагенноети районов эукариотических
геномов, включающих ЛИЛ;
- о роли репликации в инициации различных рекомбинационных
процессов.
Полученные данные могут быть использованы при создании моделей некоторых обшегенетических явлений, таких как "горячие точки" мейотической рекомбинации, рекомбиногеяез при нарушении функций ДШ-полимераз. Полученные в диссертации данные имеют значение для работы с дрожжевыми искусственными хромосомами, содержащими ДНК- человеческого генома, обогащенную длинными повторами, в том числе и инвертированными. Результаты, полученные в диссертации, могут Сыть применены в учреждениях, изучавших рекомбинационные перестройки, стабильность хромосом и генетический контроль процессов рекомбинации, репарации и репликации у дрожжей и других организмов. Например, в Институте цитологии РАН, Институте молекулярной генетики РАН, Институте молекулярной биологии РАН, Санкт-Петербургском Институте ядерной .физики РАН, ВНИИ генетики и селекции промышленных микроорганизмов, на кафедре генетики Московского государственного университета.
Апробация работы. По результатам работы сделаны сообщения на VII Всесоюзном симпозиуме "Молекулярные механизмы генетических процессов"(14зсква, 1990), на конференции "Genetic recorrtoination and genome rearrangements" (Vermont, USA, July, 1991), на VI съезде ВОГИС им. H. К Вавилова (Минск, 1992) и на
семинаре Отдела генетики БИВДИ и кафедры генетики и селекции Санкт-Петербургского государственного университета.
Структура диссертации. Диссертация изложена на страницах, она включает рисунков, таблиц, список литературы из наименований. Работа состоит из введения, обзора литературных данных, главы "Материалы и методы", экспериментальной части, состоящей из трех глав, в которых изложены результаты, и главы" "Обсуждение", выводов.