Повтор определенных трех «букв» в цепочке ДНК обусловливает наследственное психическое расстройство - Гранит науки - 2009-01-20

Установлено, что повтор определенных трех «букв» в цепочке ДНК обусловливает хрупкость Х-хромосомы и связанное с этим наследственное психическое расстройство

То, что повторяющиеся последовательности ДНК делают хромосомы более ломкими, уже известно. Сама хрупкость хромосом вызвана тем, что они плохо расходятся при делении клеток, а потому просто разламываются. Наиболее изученным примером этого является ломкость Х-хромосомы, с которой связан довольно распространенный синдром умственной отсталости (Fragile-X Syndrome, FRAXE). Известно, что в этом случае имеет место многократное повторение триплета CGG – повторение трех букв ДНК, обозначающих ее азотистые основания цитозин— гуанин—гуанин. Исследователи из американского Университета Тафтса (Tufts University) показали, что такой повтор не только блокирует процесс необходимого для деления клеток воспроизводства хромосомного материала, т.е. репликации, но и нарушает способность клеток его восстанавливать. В статье, которую опубликовали в журнале Nature Structural and Molecular Biology профессор Сергей Миркин (Sergei Mirkin) с коллегами, представлены данные по изучению связи между CGG -повторами и задержками репликации ДНК, а также фатальная непоправимость нарушений, которые вызывают длинные повторы.

В прошлых исследованиях лаборатории Миркина было показано, что длинные повторяющиеся последовательности ДНК, называемые палиндромами, в этом месте изменяют форму молекулы, превращая ее из двойной спирали в шпильку, что и приводит к остановке репликации. И когда это происходит, хромосомы при делении клеток ломаются. В публикуемой сейчас работе профессор Миркин с коллегами проанализировали поведение клонированных триплетных CGG-повторов в культуре клеток млекопитающих и в дрожжах. Оказалось, что короткие повторы особых проблем не вызывают, но по достижении большей длины повтора машина репликации останавливается и в культуре клеток млекопитающих, и в дрожжевых клетках. По-видимому, в силу того, что образуется серьезное препятствие для воспроизведения генетической молекулы в виде уже упомянутой шпильки. Но аномальная шпилечная структура мешает не только репликации - она, по данным авторов из Тафтса, препятствует также взаимодействию с белком-спасателем, который в ходе эволюции появился и у дрожжей, и у людей для того, чтобы восстанавливать поврежденный механизм репликации, связываясь с ДНК в определенном месте. При длинных палиндромных повторах этому белку не с чем связываться, и хромосома так и остается хрупкой.