Современная картина спонтанного мутагенеза и возможное место в ней природной таутомерии оснований ДНК

Abstract

Cуммированы данные по изучению всевозможных источников спонтанного мутагенеза, определяемого внутриклеточными процессами жизнедеятельности клетки в различных условиях ее функционирования. Охарактеризованы механизмы возникновения подавляющего числа классов мутаций, а также возможные механизмы регуляции скорости спонтанного мутагенеза. Анализ данных значительного повышения пула дНТФ в клетках в условиях генотоксического стресса и соответствующего повышения уровня мутаций в таких клетках позволяет объяснить наблюдаемый результат эффектами таутомерии оснований ДНК, происходящими при столпотворении этих молекул в тесном молекулярном пространстве. Предполагается, что контроль над скоростью спонтанного мутагенеза может быть связан с контролем над концентрацией дНТФ в клетке.

В обзорі сумовано загальноприйняті у сучасній генетиці дані з вивчення різноманітних джерел спонтанного мутагенезу, який визначається внутрішньоклітинними процесами життєдіяльності клітини за будь-яких умов її функціонування. Охарактеризовано механізми виникнення переважного числа класів мутацій, а також можливі механізми регуляції швидкості спонтанного мутагенезу. Аналіз даних значного підвищення пулу дНТФ за умов генотоксичного стресу і відповідного зростання рівня мутацій у таких клітинах дозволяє пояснити цей результат ефектами таутомеріії основ ДНК, які виникають при скупченні цих молекул у тісному молекулярному просторі. Припускається, що контроль над швидкістю спонтанного мутагенезу може бути пов’язаним з контролем над концентрацією дНТФ у клітині.

Based on the data on activation of many molecular processes during cell functioning under different conditions the multitudinous sources of spontaneous mutations are briefly summarized. The mechanisms of different class mutation emergence as well as possible mechanisms regulating mutation rates are characterized. As the level of dNTP pool is significantly elevated in genotoxically stressed cells, leading to an increased number of mutations appearing, it is proposed that this effect could be accounted for DNA bases tautomerism occurring in tight molecular space overcrowded with dNTP. The mutation rate could be controlled by regulating the dNTP concentration.