Нежелательные последствия для популяций живых организмов может иметь усиление воздействия ультрафиолетового излучения. Хорошо известен мутагенный эффект коротковолнового излучения (с длиной волны до 280 нм), в зоне которого находится спектр поглощения нуклеиновых кислот. Генетической активностью обладает также длинноволновой ультрафиолетовый свет (280—320 нм), или так называемый ближний ультрафиолетовый свет, входящий в спектр солнечного излучения. Обычно ультрафиолетовый свет с этой длиной волны задерживается озоновым слоем атмосферы. Озоновый слой атмосферы может разрушаться при некоторых техногенных воздействиях, что приводит к проникновению через атмосферу ближнего ультрафиолетового света, который воздействует на растения, животных и микроорганизмы. Кроме того, спектр некоторых производственных источников УФ-излучения также содержит ближний ультрафиолетовый свет.
Мутации, вызванные воздействием ультрафиолетового света, могут репарироваться благодаря явлению фотореактивации. Фотореактивация заключается в восстановлении биологической активности клеток или молекул ДНК, поврежденных ультрафиолетовым излучением в результате последующего воздействия видимого света.
При фотореактивации происходит мономеризация циклобутановых димеров тимина и других пиримидиновых димеров in situ. Известна так называемая неферментативная коротковолновая фотореактивация, которая заключается в мономеризации димеров при действии ультрафиолетового света с длиной волны 240 нм, а также ферментативная фотореактивация. Именно последнюю обычно и подразумевают под собственно фотореактивацией.
Фотореактивация при действии видимого света (300—400 нм — наиболее активная часть спектра) была обнаружена в 1949 г. в нескольких лабораториях. Механизм этого явления был раскрыт в начале 60-х годов нашего века после выделения К. Рупертом из клеток микроорганизмов фермента фотореактивации — дезоксирибопиримидинфотолиазы. Экстракты дрожжей оказались способными восстанавливать трансформирующую активность ДНК Haemophyllus influenzae на свету.
Субстратом фермента фотореактивации служат димеры пиримидиновых оснований, с которыми он образует комплекс в темноте (с неповрежденной ДНК фермент не связывается). На свету комплекс распадается, при этом происходит мономеризация димеров. В клетке эукариот фермент локализован в ядре, у прокариот — в непосредственной близости к нуклеоиду. В частности, он не обнаруживается в безнуклеоидных миниклетках, которые образуют некоторые мутанты Е. coli. Известен мутант phr E. coli, у которого блокирована фотореактивация. При облучении видимым светом у этого мутанта не исчезают тиминовые димеры из ДНК. Фермент фотореактивации найден у примитивных микроорганизмов, как микоплазмы, у многих высших растений и животных.
Поможем написать любую работу на аналогичную тему