ь не к мутациям, а к летальному исходу. Возможно, что для появления мутаций более важным является метилирование кислорода в шестом положении гуанина,

19—422

К числу наиболее токсичных и мощных алкилирующих агентов относятся иприт и его серусодержащие аналоги, например, бис-(2-хлорэтил) сульфид.

yCHjCHgCl

CH2CH2C1

Быс-(2-хлорэтил)сульфид

Бифункциональные соединения этого типа очень токсичны и вызывают многочисленные летальные поперечные сшивки цепей ДНК. Монофункциональные «полуиприты» обладают мутагенными свойствами, однако они менее токсичны. К другому классу сильных мутагенных алкилирую-щих агентов относятся нитрозоамины:

NN—N=0

В лабораторных исследованиях часто используют N-метил-М-нитро-N-нитрозогуанидин — один из наиболее эффективных из известных;

Н

уН—N02

\N~NO

I

СН3

N -метил-N '-HHTpo-N-нитро зогуанидин

химических мутагенов. Нитрозоамины относятся к числу наиболее-сильных канцерогенных агентов; считают, что они могут играть важную роль в развитии рака у людей [245]. Нитрозоамины могут образовываться при взаимодействии любого вторичного амина с азотистой кислотой [уравнение (15-11)]. Эта реакция легко может протекать в желудке, причем образующиеся нитрозоамины будут всасываться ц способствовать развитию рака в различных местах. Поскольку во всех растениях содержится определенное количество нитратов, причем в некоторых из них, например в свекле и шпинате, эти количества достаточно велики, вполне возможно, что они могут восстанавливаться до нитритов и взаимодействовать в желудке с вторичными аминами согласно уравнению

^NH4-HN0a—)N—N=0 + H20 (15-11>

R'/ Р/

В беконе и в других копченостях содержатся как нитриты, так и нитраты. Тот факт, что в состав многих лекарственных препаратов и в состав натуральных пищевых продуктов входят вторичные амины, дает основание считать, что они могут играть важную роль в развитии рака у человека. Значимость этой проблемы возрастает в связи с тем, что сходным образом могут (реагировать также и четвертичные-амины (утрачивая одну из своих алкильных групп).

Другой способ, при помощи которого химические соединения могут вызывать мутации типа замены оснований, состоит в непосредственном встраивании соединения в молекулу самой ДНК. Так, например,. 5-бромодезоксиуридин (или бромоурацил), мощный мутагенный агент, может замещать в ДНК тимидин. Менее эффективные агенты, предположительно действующие таким же образом, — это 2-аминопурин и 2,6-диаминопурин.

В меньшей степени, чем замена пар оснований, распространены мутации со сдвигом рамки (раздел Г,1). Такие мутанты в отличие от мутантов с заменой оснований не так легко ревертируют, причем реверсия не индуцируется веществами, вызывающими замену основанийВ то же время реверсия мутаций со сдвигом рамки индуцируется акридинами и другими плоскими соединениями, действующими как интеркалирующие агенты, «внедряющиеся» в спираль ДНК (гл. 2, разд. Г,9), Эти же интеркалирующие вещества способствуют появдению мутаций со сдвигом рамки, причем особенно эффективно они вызывают мутации в участках с многократными повторами одного и того же основания—типа таких, как, например, АААААААА. Реверсия мутанта Salmonella (—1), ауксотрофного по гистидину, может быть индуцирована 2-нитрозофлуореном, вызывающим делецию двух пар оснований в «горячей точке» (место с высокой частотой появления мутаций) гисти-динового [246] оперона:

—CGCGCGCG—

—GCGCGCGC— Последовательность оснований

Просто интеркалирующие агенты часто не проявляют сильных мутагенных свойств, тогда как соединения, совмещающие в себе свойства как интеркалирующих, так и алкилирующих агентов оказываются осо-' бенно эффективными. Примером такого рода соединений может служить сильный мутаген, содержащий интеркалирующее кольцо и боковую цепь полуиприта:

(CH2)3NHCH2CH4C1

При замене группы СНгС! в боковой цепи на группу СН2ОН мутагенная активность этого соединения уменьшается в 100 раз.

2. Репарация поврежденной ДНК

Сохранение клеткой функционирующей копии генома необходимо для ее выживания. Не удивительно поэтому, что клетки содержат целые наборы ферментов, которые перемещаются вдоль двойных спиралей ДНК, восстанавливают повреждения и тем самым способствуют снижению частоты появления мутаций. Наиболее хорошо изучены репарационные системы, «заделывающие» повреждения, вызванные действием ультрафиолетового излучения. Мутации, снижающие репари-рующую способность Е. coll и, следовательно, повышающие чувствительность к ультрафиолетовому облучению, локализуются в разных местах хромосомной карты. Соответствующие гены обозначают через uvrA, В, С, D, F (идентичен recF) и phr. Бактерии с мутантными гена* ми гесА,В,С также проявляют повышенную чувствительность к ультрафиолетовому излучению, что свидетельствует об участии нуклеазы гесВ, С и продукта гена гесА не только в рекомбинации, но и в репарации повреждений, вызванных действием ультрафиолетового излучения.

Один из главных эффектов, вызываемых ультрафиолетовым облучением ДНК, состоит в образовании дим