РЕВЕРСИЯ

Реверсия (лат. reversio поворот, возврат; син. обратная, или возвратная, мутация) — полное или частичное восстановление исходного фенотипического проявления гена, утраченного или измененного в результате мутации. Особь, в к-рой произошла Реверсия, называют ревертантом.

Реверсия возникает под воздействием тех же факторов, к-рые вызывают появление прямых мутаций (см. Мутагены), и обеспечивает «исправление» разнообразных мутаций в генах различных организмов, в т. ч. и в генах человека. Изучение Реверсии представляет особый интерес в связи с разработкой способов исправления мутаций, возникающих в генах зародышевых клеток и приводящих к наследственным заболеваниям у потомства. Кроме того, определение частоты Р. у нек-рых микроорганизмов широко используется в различных экспериментальных тест-системах при исследовании мутагенной активности хим. веществ, в т. ч. лекарственных средств, пищевых добавок, пестицидов и др. Однако частота возникновения Р. довольно низка и во многих случаях не превышает частоты соответствующих спонтанных прямых мутаций.

Механизм Реверсии детально изучен у бактерий и вирусов, однако существует предположение, что этот механизм универсален. Р. в конечном счете приводит к полному либо частичному восстановлению функциональной активности молекулы белка, утраченной или измененной в результате прямой мутации (см.) в гене, кодирующем синтез этого белка. Р. происходит в результате восстановления исходного состояния гена (так наз. истинная реверсия) или за счет дополнительной (супрессорной) мутации, к-рая не исправляет генетический дефект, а подавляет (супрессирует) его фенотипическое проявление.

«Истинная» реверсия заключается в точном восстановлении исходной последовательности нуклеотидов в участке молекулы ДНК и, т. о., в восстановлении последовательности аминокислотных остатков в полипептидной цепи белка, синтез к-рого кодируется тем отрезком ДНК (геном), где произошла Р. Напр., включение аминопурина в молекулу ДНК вместо аденина (А) может привести к возникновению прямой мутации, состоящей в замене одной пары нуклеотидов аденин — тимин (Т) на другую, — гуанин (Г) — цитозин (Ц), т. е. А—Т -> Г—Ц. В результате вместо остатка одной аминокислоты в полипептидную цепь будет включаться остаток другой аминокислоты, что может вызывать изменение функциональных свойств белковой молекулы. Если в измененный участок ДНК включается бромурацил, то может произойти обратная замена нуклеотидной пары Г — Ц -> А — Т и восстановление первоначальной аминокислотной последовательности в молекуле синтезируемого белка, т. к. благодаря Р., вызванной бром-урацилом, восстанавливается структура первоначального триплета, кодирующего включение в полипептидную цепь исходной аминокислоты (см. Генетический код).

Реверсия, возникающие за счет супрессорных мутаций, также представляют большой интерес. Известны два класса супрессорных мутаций (супрессоров) — внутригенные (прямые) и внегенные (непрямые). Внутригенные супрессорные мутации возникают в том же гене, в к-ром произошла прямая мутация, в результате чего полностью или частично восстанавливаются утраченные в результате прямой мутации функции белковой молекулы без восстановления ее исходной структуры и конфигурации. Примером такой мутации может служить выпадение нуклеотида из цепи ДНК (супрессорная мутация), в к-рую ранее был встроен дополнительный нуклеотид (прямая мутация), нарушающий нормальное считывание генетической информации до конца данного гена (так наз. сдвиг фазы считывания). В результате супрессии становится возможным синтез белка, не отличающегося (либо незначительно отличающегося) от исходного белка по своей функциональной активности, т. к. замена одной аминокислоты на другую в полипептиде в нек-рых случаях не влияет или почти не влияет на вторичную, третичную и четвертичную структуру белка (см. Белки). В негенные супрессоры не затрагивают тех генов, в к-рых произошли прямые мутации, но изменяют другие гены, превращая их в гены-супрессоры. Продукт гена-супрессора— измененный белок, тем или иным путем компенсирует вызванные прямой мутацией нарушения в работе другого гена, не исправляя сам генетический дефект. Обнаружены отдельные гены-супрессоры, под контролем к-рых синтезируются транспортные РНК с измененной специфичностью прикрепления к информационной РНК, что приводит к исправлению функционального дефекта мутантного белка в процессе его биосинтеза.

Поскольку Р. снижают фактическую частоту проявления различных прямых мутаций, необходимо дальнейшее исследование особенностей пх проявления и частоты возникновения у человека. Особый интерес представляет выяснение роли различных генов человека и факторов окружающей среды в возникновении и функционировании супрессоров различных мутаций, а также факторов, либо нарушающих эти процессы, либо усиливающих действие супрессоров.

При изучении Реверсии используют современные генетические, биохимические, биофизические и другие методы исследования. Для характеристики и дифференцирования «истинных» реверсий и Р., происходящих за счет супрессорных мутаций, проводится определение последовательности аминокислотных остатков в молекулах белков, синтезируемых под контролем соответствующих генов после прямой мутации и после реверсии. С помощью генетического анализа у бактерий нек-рых видов проведено картирование ряда супрессорных генов, т. е. определена их локализация на бактериальной хромосоме.

Библиография: Ашмарин И. П. Молекулярная биология, с. 199 и др., Л., 1977; Бочков Н. П. Генетика человека, Наследственность и патология, с. 146, М., 1978; Бреслер С. Е. Молекулярная биология, с. 440, Л., 1973; Гершензон С. М. Основы современной генетики, Киев, 1979; Стент Г. и Кэлиндар Р. Молекулярная генетика, пер. с англ., с. 158, 383, М., 1981.

В. П. Щипков.