Wcześniej, przy użyciu systemu testowania rewersji chromosomalnej, ustaliliśmy, że adaptacyjny proces mutagenny adaptacyjny proces mutagenny występuje w nierosnących komórkach Bacillus subtilis pod i wykazaliśmy, że w generowanie tych mutacji zaangażowanych jest wiele mechanizmów (41, 43). tych mutacji (41, 43). Próbując określić, w jaki sposób te mutacje są generowane, rozpoczęliśmy badanie, czy transkrypcja i białka związane z transkrypcją białka związane z transkrypcją wpływają na mutagenezę adaptacyjną. U B. subtilis, białko Mfd (czynnik sprzęgający naprawę transkrypcji) ułatwia usuwanie polimerazy RNA zatrzymanej w blokadach transkrypcyjnych i rekrutację białek naprawczych białek naprawczych do uszkodzeń DNA na transkrybowanej nici. Tutaj pokazujemy że utrata Mfd ma depresyjny wpływ na mutagenezę w fazie stacjonarnej. Związek omówiono związek między mutagenezą Mfd a aspektami transkrypcji. --- TŁO: Podczas transkrypcji nietranskrybowana nić DNA staje się jednoniciowym DNA (ssDNA). jednoniciowy DNA (ssDNA), który może tworzyć struktury drugorzędowe. Niesparowane zasady w ssDNA są mniej chronione przed mutagenami, a zatem doświadczają więcej mutacji niż sparowane zasady. mutacji niż sparowane zasady. Mutacje te nazywane są mutacje związane z transkrypcją. Mutageneza związana z transkrypcją jest zwiększona pod wpływem stresu i zależy od sekwencji DNA. Dlatego selekcja może znacząco wpływać na sekwencje kodujące białka pod względem mutacji związanych z transkrypcją na zdarzenie transkrypcyjne pod wpływem stresu, aby poprawić przeżywalność Escherichia coli. METODOLOGIA/ GŁÓWNE USTALENIA: Wskaźnik mutowalności (MI) został opracowany przez Wright et al. w celu oszacowania względnej mutowalności związanej z transkrypcją zasad na zdarzenie transkrypcyjne. Używając najbardziej stabilnego fałdu każdego ssDNA, który o średniej długości n, MI został zdefiniowany jako (liczba fałd, w których zasada jest niesparowana)/n. podstawa jest niesparowana)/nx(najwyższa -DeltaG wszystkich n fałd, w których podstawa jest niesparowana), gdzie DeltaG jest energią swobodną. Wartości MI wykazują znaczącą korelację z danymi dotyczącymi mutacji pod wpływem stresu, ale nie z mutacjami spontanicznymi w E. coli. Różnorodność sekwencji białek jest preferowana w stresie, ale nie w korzystnych warunkach. korzystnych warunkach. Dlatego też oceniliśmy presję selekcyjną na MI w kategoriach pod względem różnorodności sekwencji białek dla wszystkich sekwencji kodujących białka w E. coli. E. coli. Rozkłady wartości MI były niższe w przypadku zasad, które mogły być zastąpić każdą z pozostałych trzech zasad bez wpływu na sekwencję aminokwasową aminokwasów niż w przypadku zasad, które nie mogły być w ten sposób podstawione. Kodony startowe miały niższe niższy rozkład wartości MI niż w przypadku kodonów nierozpoczynających. WNIOSKI/ZNACZENIE: Nasze wyniki sugerują, że większość sekwencji kodujących białka sekwencji kodujących białka ewoluowała, aby promować różnorodność sekwencji białek i aby zmniejszyć nokaut genów pod wpływem stresu. W konsekwencji, mutageneza związana z transkrypcją mutageneza zwiększa różnorodność sekwencji białek bardziej efektywnie niż losowa mutageneza pod wpływem stresu. Nielosowa mutageneza związana z transkrypcją w warunkach stresu powinna poprawić przeżywalność bakterii E. coli. --- Naukowcy od wielu lat są świadomi istnienia programów genetycznych, które są aktywowane pod wpływem stresu i wytwarzają warianty genetyczne w komórkach, które uciekają przed nieproliferacją warunki. Programy te są dobrze zachowane we wszystkich organizmach i poszerzają nasz pogląd na ewolucję. pogląd na ewolucję. Pośredniczą one w niestabilności genomu, tworzą różnorodność w tworzeniu przeciwciał przeciwciał, rozszerzają metabolizm i zwiększają sprawność patogenów w środowisku gospodarza. środowiska. Podatne na błędy replikacja i naprawa DNA są genetycznymi genetyczne, które są stymulowane przez początek stresu komórkowego. komórkowych. Osadzona w tych programach jest zdolność do ograniczania mutagenezy do określonych regionów genomu i czasu, zapewniając integralność większości genomu. Najnowsze dowody sugerują, że czynniki zaangażowane w polimerazę RNA (RNAP) lub derepresję transkrypcyjną przyczyniają się do generowania mutacji indukowanych stresem. mutacji wywołanych stresem. U Bacillus subtilis wykazano, że mutageneza związana z transkrypcją wykazano, że mutageneza związana z transkrypcją jest niezależna od naprawy zależnej od rekombinacji oraz, w niektórych przypadkach, od polimeraz DNA Y. Centralna dla mutagenezy w fazie stacjonarnej mutagenezy w fazie stacjonarnej u B. subtilis jest wymóg Mfd, czynnika naprawy sprzężenia transkrypcji czynnika naprawy transkrypcji, co sugeruje nowy mechanizm od tych opisanych w innych systemach modelowych. modelowych.
W której fazie cyklu komórkowego zachodzi mutageneza związana z transkrypcją (TAM) wywołana stresem?
Czynniki zaangażowane w procesywność polimerazy RNA (RNAP) lub derepresję transkrypcyjną, takie jak Mfd (czynnik naprawy sprzężenia transkrypcyjnego), przyczyniają się do generowania mutacji indukowanych stresem. Pod wpływem stresu mutageneza związana z transkrypcją jest zwiększona. Mutacje związane z transkrypcją indukowane stresem są nabywane przez komórki nie dzielące się, w fazie stacjonarnej i nie są obserwowane w warunkach wzrostu wykładniczego.