Генетический контроль чувствительности про- и эукариотических микроорганизмов к мутагенным аналогам пуринов тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 03.00.15, кандидат биологических наук Степченкова, Елена Игоревна

• Степченкова, Елена Игоревна
• кандидат биологических наук
• 2006

Оглавление диссертации кандидат биологических наук Степченкова, Елена Игоревна

СПИСОК ОБОЗНАЧЕНИЙ И СОКРАЩЕНИЙ.

ВВЕДЕНИЕ.

• ГЛАВА 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ.

1.1. Предшественники ДНК и их мутагенные аналоги.

1.1.1. Метаболизм пуринов. Сравнительная характеристика метаболизма пуринов у Е. coli и S. cerevisiae.

1.1.1.1.Биосинтез пуриновых нуклеотидов de novo.

1.1.1.2.Утилизация и взаимопревращение пуринов.

1.1.2. Мутагенные аналоги пуринов. Механизм действия мутагенных предшественников ДНК.

1.1.3. 6-гидроксиламинопурин.

1.2. Использование функциональной геномики для масштабного поиска генов, контролирующих чувствительность модельных микроорганизмов

Е. coli и S. cerevisiae к различным мутагенам.

1.3.Постановка задачи.

ГЛАВА 2. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ.

2.1. Штаммы и плазмиды, использованные в работе.

2.1.1. Штаммы бактерий.

2.1.2. Штаммы дрожжей.

2.1.3. Плазмиды.

2.2. Среды и условия культивирования. ф 2.3. Реактивы.

2.4. Методы генетики микроорганизмов.

2.4.1. Бактерии.

2.4.1.1. Стандартные генетические методы.

2.4.1.2. Качественный тест на токсичное и мутагенное действие аналогов.

2.4.1.3. Количественный тест на индукцию прямых мутаций в гене Rif.

2.4.1.4. Тестирование штаммов на чувствительность к хлорату калия.

2.4.1.5. Создание геномной библиотеки инсерционных мутантов

Е. coli.

2.4.1.6. Анализ бактериальных геномных библиотек с целью выявления генов, контролирующих чувствительность к ГАП.

2.4.2. Дрожжи.

2.4.2.1. Стандартные генетические методы.

2.4.2.2. Получение штаммов дрожжей.

2.4.2.3. Тестирование мутагенной активности аналогов оснований.

2.4.2.4. Тестирование чувствительности клеток дрожжей к токсичному действию ЭМС и УФ-света.

2.4.2.5. Геномный скрининг с использованием дрожжевой библиотеки делеционных мутантов для поиска штаммов, чувствительных к ГАП.

2.5. Молекулярно-генетические методы.

2.5.1. Стандартные молекулярно-генетические методы.

2.5.2. Идентификация места инсерции транспозона EZ-Tn5™ <oriV/KAN-2> в хромосоме Е. coli.

2.6. Статистические методы.

ГЛАВА 3. РЕЗУЛЬТАТЫ.

3.1. Поиск генов, контролирующих чувствительность к ГАП у бактерий

Е. coli.

3.1.1. Создание и анализ случайных геномных библиотек инсерционных мутантов Е. coli.

3.1.2. Результаты скрининга геномных библиотек случайных инсерционных мутантов у бактерий.

3.1.2.1. Гены, инактивация которых приводит к повышению чувствиельности клеток к ГАП.

3.1.2.2. Ген YhhP принадлежит МоКо-зависимому пути детоксикации ГАП.

3.1.2.3. Ген Fre контролирует новый МоКо-независимый путь детоксиеации ГАП.

3.1.2.4. Анализ ауксотрофов.

Ф 3.1.2.5. Гены, инактивация которых приводит к супрессии ГАП5-фенотипа у мутантов усЬХ.

3.2. Геномный скрининг с целью выявления генов, контролирующих чувствительность дрожжей S. cerevisiae к ГАП.

3.2.1. Подбор условий для скрининга дрожжевой делеционной библиотеки.

3.2.2. Результаты скрининга дрожжевой библиотеки делеционных мутантов.

3.2.3. Проверка чувствительности ГАП , мутантов идентифицированных в геномном скрининге, к действию других мутагенов.

Ф 3.3. Изучение влияния мутаций в генах ade4, adel6, adel7w. adelS на чувствительность клеток дрожжей к ГАП.

3.4. Идентификация генов, отвечающих за активацию ГАП у дрожжей.

ГЛАВА 4. ОБСУЖДЕНИЕ.

4.1. Генетический контроль чувствительности Е. coli к мутагенному и токсичному действию ГАП.

4. 2. Генетический контроль чувствительности дрожжей S. cerevisiae к мутагенному и токсичному действию ГАП.

4. 3. Сравнение генетического контроля ГАП-индуцированного мутагенеза у бактерий Е. coli и дрожжей S. cerevisiae.

ВЫВОДЫ.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Генетический контроль чувствительности про- и эукариотических микроорганизмов к мутагенным аналогам пуринов»

Среди химических мутагенов особое положение занимают аналоги природных азотистых оснований, мутагенные свойства которых обусловлены способностью включаться в ДНК и провоцировать ошибки ДНК-полимераз в последующих раундах репликации. Впервые репликативный механизм действия аналогов оснований был предложен Фризом в 1959 году (Freese, 1959). В более поздних работах данная модель получила экспериментальное подтверждение, а отдельные этапы мутагенеза, индуцированного аналогами, были детально исследованы. Так, была показана возможность эндогенной генерации ряда аналогов, что является существенным источником спонтанных мутаций. Для некоторых аналогов были идентифицированы ферменты, контролирующие превращение этих соединений в их истинную мутагенную форму - соответствующие дезоксирибонуклеозид-трифосфаты (дНТФ), и участвующие таким образом в активации аналога как мутагена. Репликативные ДНК-полимеразы в значительной мере определяют степень мутагенной активности аналогов оснований. Повреждения ДНК, вызванные включением аналогов, могут быть репарированы как общими, так и специфичными для каждого аналога системами репарации (Negishi et al., 1994).

Аналог аденина 6-гидроксиламинопурин (ГАП), впервые синтезированный как потенциальный противоопухолевый агент (Giner-Sorolla and Bendich, 1958), оказался сильным мутагеном для широкого круга живых организмов - вирусов, бактерий, грибов и млекопитающих. Современные данные указывают на то, что ГАП действует по репликативному механизму, как классический аналог оснований. Включаясь в клеточный метаболизм ферментами утилизации пуринов, ГАП превращается в соответствующий дНТФ и участвует в репликации.

ДНК-полимеразы могут ошибочно встраивать ГАП напротив цитозина, что приводит к возникновению транзиций в последующих раундах репликации.

Наиболее хорошо генетический контроль ГАП-индуцированного мутагенеза изучен у бактерий Escherichia coli и дрожжей Saccharomyces cerevisiae. Показано, что у бактерий к сверхчувствительности клеток к ГАП приводит нарушение биосинтеза молибденового кофактора (МоКо) (Kozmin et al., 2000). Однако молибдофермент, переводящий ГАП в нетоксичную форму, пока не обнаружен. У дрожжей повышенной чувствительностью к ГАП обладают штаммы, несущие мутации в гене НАМ1. Ген НАМ1 кодирует фермент нуклеотидпирофосфорилазу, который удаляет ГАП из пула предшественников ДНК. Гомологи гена НАМ1 обнаружены практически у всех организмов (Noskov et al., 1996). Однако бактериальный гомолог гена НАМ1, ген RdgB не оказывает существенного влияния на чувствительность клеток Е. coli к ГАП (Burgis et al., 2003).

Для того чтобы понять, насколько универсальны механизмы мутагенного действия ГАП у разных представителей про- и эукариотических организмов мы предприняли глобальный поиск генов, контролирующих чувствительность к этому аналогу у бактерий Е. coli и дрожжей S. cerevisiae. Для этого использовали созданную нами геномную библиотеку инсерционных мутантов Е. coli и делеционную библиотеку дрожжей. В результате проведенного геномного скрининга были идентифицированы десятки генов, инактивация которых приводит к изменению чувствительности клеток дрожжей и бактерий к ГАП. Мы показали, что как бактерии, так и дрожжи имеют развитые системы защиты от мутагенного и токсичного действия ГАП, но эти системы значительно отличаются. У бактерий основной вклад в детоксикацию ГАП вносит МоКо-зависимая система, в то время как у дрожжей ключевая роль в этом процессе принадлежит ферментам метаболизма пуринов. У дрожжей мы не обнаружили влияния общих систем репарации на уровень ГАП-индуцированного мутагенеза. У бактерий ГАП узнается специфической эндонуклеазой, что индуцирует возникновение двойных разрывов при репликации, которые репарируются системой рекомбинационной репарации. Общей чертой у исследованных микроорганизмов является способность ГАП включаться в клеточный метаболизм ферментами утилизации пуринов и участвовать в реакциях, характерных для аденина.

Результаты, полученные в ходе выполнения работы, имеют значение для более полного понимания механизмов мутагенеза и канцерогенеза. Данные, представленные в работе, могут быть полезны при создании новых тест-систем для выявления факторов, нарушающих пул предшественников ДНК и являющихся источником спонтанных и индуцированных мутаций. У человека известны наследственные заболевания, вызванные мутациями в генах, гомологичных некоторым из идентифицированных нами в этой работе. Штаммы бактерий и дрожжей, несущие мутации соответствующих генов, могли бы стать моделями для изучения этих заболеваний.

Заключение диссертации по теме «Генетика», Степченкова, Елена Игоревна

выводы.

1. С использованием методов функциональной геномики идентифицировано 20 генов дрожжей S. cerevisiae и более 40 генов бактерий Е. coli, инактивация которых приводит к изменению чувствительности этих микроорганизмов к действию 6-гидроксиламинопурина (ГАП).

2. Установлено, что наряду с повышенной чувствительностью к мутагенному действию ГАП, мутанты дрожжей aahl и yjl055w также чувствительны к мутагенному действию АГАП, а мутанты adel2 и ade!3 обладают повышенной чувствительностью к токсичному действию АГАП и гипоксантина.

3. У бактерий и дрожжей детоксикация ГАП осуществляется посредством различных механизмов: в случае бактерий основной вклад в детоксикацию ГАП вносит система, зависимая от молибденового кофактора, а у дрожжей главная роль в этом процессе принадлежит ферментам метаболизма пуринов, кодируемых генами НАМ1, ADE12 и ADE13. В отличие от бактерий, инактивация генов, контролирующих биосинтез АМФ de novo, приводит к повышению чувствительности клеток дрожжей к мутагенному действию ГАП.

4. Инактивация генов общих систем репарации дрожжей не влияет на уровень чувствительности к ГАП, в то время как у бактерий штаммы с дефектами системы репарации двойных разрывов и неспаренных оснований чувствительны к ГАП.

5. Общей чертой для бактерий и дрожжей является участие в процессе детоксикации ГАП некоторых (различных у каждого вида) ферментов утилизации и взаимопревращения пуринов.

6. Для активации ГАП как мутагена у обоих исследованных модельных микроорганизмов необходимо фосфорибозилирование аналога, причем у бактерий в этом процессе участвуют все 3 известных фосфорибозилтрансферазы, тогда как у дрожжей главная роль в этом процессе принадлежит аденин-фосфорибозилтрансферазе.

Список литературы диссертационного исследования кандидат биологических наук Степченкова, Елена Игоревна, 2006 год

1. Аленин В. В., Костикова Т. Р., Домкин В. Д. Обнаружение продуктов N-карбоксилирования N1-замещенных 5-аминоимидазолов в водных растворах бикарбоната калия // Журнал общей химии. 1987. Т. 57, вып. 3. С. 692-701.

2. Глотов Н. В., Животовский JI. А., Хованов Н. В., Хромов-Борисов Н. Н. Биометрия. Учебное пособие. JL: Изд. ЛГУ. 1982. 264 с.

3. Дрейлиня Д. Э., Фундули А. X., Тюлякова Т. С., Домкин В. Д., Сойдла Т. Р., Смирнов М. Н. Изучение регуляции биосинтеза пуринов у дрожжей Saccharomyces cerevisiae II Вестник ленинградского университета. 1981. № 9. С. 93-97.

4. Захаров И. А., Кожин С. А., Кожина Т. Н. Сборник методик по генетике дрожжей-сахаромицетов. Л.: Наука. 1984. 144 с.

5. Зехнов А. М., Андрейчук Ю. В., Домкин В. Д. Новое фенотипическое проявление мутаций ade2 дрожжей Saccharomyces cerevisiae -неспособность расти на синтетической среде с глицерином и гипоксантином // Генетика. 1998. Т. 34, № 2. С. 190-197.

6. Инге-Вечтомов С. Г. Идентификация некоторых групп сцепления у Петергофских генетических линий дрожжей // Генетика. 1971. Т. 7, № 9. С. 113-123.

7. Инге-Вечтомов С. Г., Карпова Т. С. Частная генетика дрожжей сахаромицетов. СПб.: Издательство СПбГУ. 1993. 252 С.

8. Козьмин С. Г. Генетический контроль метаболизма 6-гидроксиламинопурина у дрожжей Saccharomyces cerevisiae и бактерий Escherichia coli. Дисс. канд. биол. наук. СПб. 1999.

9. Ю.Козьмин С. Г.^Домкин В. Д. 7Зехнов А. Павлов Ю. И. Изучение генетического контроля метаболизма мутагенного аналога оснований 6-N-гидроксиламинопурина у дрожжей Saccharomyces cerevisiae II Генетика. 1997. Т. 33. №5. С. 591-598.

10. П.Маниатис Т., Фрич Э., Самбрук Дж. Методы генетической инженирии. М.: Мир. 1984. 480 с.

11. Миллер Дж. Эксперименты в молекулярной генетике: Пер. с англ. М.: Мир. 1976. 436с.

12. З.Павлов Ю. И. Мутанты дрожжей Saccharomyces cerevisiae, сверхчувствительные к мутагенному действию 6-N-гидроксиламинопурина // Генетика. 1986. Т. 22. № 9. С. 2235-2243.

13. Павлов Ю. И.^Хромов-Борисов Н. Н. Генетическая активность аналогов оснований у бактерий Salmonella typhimurium, Escherichia coli и дрожжей Saccharomyces cerevisiae II Генетика. 1984. Т. 20. № 8. С. 12701278.

14. Смолина В. С. Особенности регуляции биосинтеза пуриновых нуклеотидов у Saccharomyces cerevisiae, связанные со свойствами фермента 5-фосфорибозил-1-пирофосфатамидотрансферазы. Автореф. дисс. канд. биол. наук. JI. 1982.

15. Трибунских И. А., Аленин В. В., Селиванов С. И., Шавва А. Г., Инге-Вечтомов С. Г. Дивергенция биосинтеза инозин-5'-фосфата // Докл. АН/РАН. 2005. Т. 400. № 4. С. 65-68.1. Сл/П А 1

16. Abdul-Masih М. T.^Bessman М. J. Biochemical studies on the mutagen 6-N-hydroxylaminopurine. Synthesis of the deoxynucleoside triphosphate and its incorporation into DNA in vitro //J. Biol. Chem. 1986. V. 261. P. 2020-2026.

17. Anderson J. M. and Roth R. Adenosine utilization in cordycepine-sensitive mutants of Saccharomyces cerevisiae II J. Bacteriol. 1976. V. 128. № 2. P. 689-691.

18. Au K. G., Clark S., Miller J. H. Modrich P. Escherichia coli mutY gene encodes an adenine glycosylase active on G-A mispairs // Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 1989. V. 86. P. 8877-8881.

19. Barrett J. C. Induction of gene mutation in and cell transformation of mammalian cells by modified purine: 2-aminopurine and 6-N-hydroxylaminopurine // Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 1981. V. 78. P. 56855689.

20. Begley T. J., Rosenbach A. S., Ideker Т., Samson L. D. Damage recovery pathways in Saccharomyces cerevisiae revealed by genomic phenotyping and interactome mapping // Molecular Cancer Research. 2002. V. 1. P. 103-112.

21. Bennett С. В., Lewis L. K., Karthikeyan G., Lobachev K. S., Jin Y. H., Sterling J. F., Snipe J. R., Resnick M. A. Genes required for ionizing radiation resistance in yeast // Nature Genetics. 2001. V. 29 № 4. P. 426-434.

22. Beranek D. Т. Distribution of methyl and ethyl adducts following alkylation with monofunctional alkylating agents // Mutat. Res. 1990. V. 231. P. 11-30.

23. Birnboum H. C., Doly Y. A rapid alkaline extraction procedure for screening recombinant plasmid DNA//Nucl. Acids Res. 1979. V. 7. P. 1513-1524.

24. Birrell G. W., Giaever G., Chu A. M., Davis R. W., Brown J. M. A genome-wide screen in Saccharomyces cerevisiae for genes affecting UV radiation sensitivity// Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 2001. V. 98 № 22. P. 12608-12613.

25. Bisson L. F. and Thorner J. Exogenous dTMP utilization by a novel tup mutant of Saccharomyces cerevisiae II J. Bacteriol. 1982. V. 152. № 1. P. 111-119.

26. Bohr V. A. Repair of oxidative DNA damage in nuclear and mitochondrial DNA, and some changes with aging in mammalian cells // Free radical biology and medicine. 2002. V. 32. № 9. P. 804-812.

27. Boiteux S., Huisman O., Laval J. 3-Methyladenine residues in DNA induce the SOS function sfiA in Escherichia coli II EMBO J. 1984. V. 3. P. 25692573.

28. Booker S., Licht S., Broderick J., Stubbe J., Coenzyme B12-dependent ribonucleotide reductase: evidence for the participation of five cysteine residues in ribonucleotide reduction // Biochemistry. 1994. V. 33. № 42. P. 12676-12685.

29. Bradsaw J. S. and Kuzminov A. V. RdgB acts to avoid chromosome fragmentation in Escherichia coli II Mol. Microbiol. 2003. V. 48. P. 17111725.

30. Budd M. E., Tong A. H., Polaczek P., Peng X., Boone C., Campbell J. L. A network of multi-tasking proteins at the DNA replication fork preserves genome stability // PloSGenet. 2005. V. 1. № 6. P. 0634-0650.

31. Burgis N. E., Brucker J. J., Cunningham R. P. Repair system for noncanonical purines in Escherichia coli II J. Bacteriol. 2003. V. 185. № 10. P. 3101-3110.

32. Burridge P. W., Woods R. A. Henderson J. F. Purine metabolism in Saccharomyces cerevisiae И Can. J. Biochem. 1977. V. 55. P. 935-941.

33. Burton K. Transport of nucleic acid bases into Escherichia coli И J. Gen. Microbiol. 1983. V. 129. P. 3505-3513.

34. Caetano-Anolles, G. Amplifying DNA with arbitrary oligonucleotide primers // PCRMethods Appl. 1993. V. 3. № 2. P. 85-94.

35. Chio К. Y. and Zalkin H. Structural characterization and corepressor binding of Escherichia coli purine repressor // J. Bacteriol. 1992. V. 174. № 19. P. 6207-6214.

36. Clement B. and Kunze T. Hepatic microsomal N-hydroxylation of adenine to 6-N-hydroxylaminopurine // Biochem. Pharmacol. 1990. V. 39. P. 925-933.

37. Clement B. and Kunze T. The reduction of 6-N-hydroxylaminopurine to adenine by ^antine oxidase // Biochem. Pharm. 1992. V. 44. № 8. P. 15011509. .)

38. Clyman J. and Cunnigham R. P. Escherichia coli K-12 mutants in which viability is dependent on recA function // J. Bacteriol. 1991. V. 169. P. 42034210.

39. Clyman J. and Cunnigham R. P. Supression of the defects in rdgB mutants of Escherichia coli K-12 by the cloned pur A gene // J. Bacteriol. 1987. V. 173. P. 1360-1362.

40. Cooper T. G. Transport in Saccharomyces cerevisiae. In: The molecular biology of the yeast Saccharomyces cerevisiae. Metabolism and gene expression. Edited by Strathern J. N., Jones E. W., Broach J. R. CSHL Press. 1982. P. 399-481.

41. Coulondre C., Miller J. H. Genetic studies of the lac repressor. IV. Mutagenic specificity in the lacl gene of Escherichia coli II J. Mol. Biol. 1977. V. 117. № 3. P. 577-606.

42. Cupples C. G. and Miller J. H. A set of lacZ mutations in Escherichia coli that allow rapid detection of each of the six base substitutions // Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 1989. V. 86. P. 5345-5349.

43. Daignan-Fornier В., Fink G. R. Coregulation of purine and histidine biosynthesis by the transcriptional activators В AS 1 and В AS2 // Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 1992. V. 89. P. 6746-6750.

44. Davis-Kaplan S. R., Ward D. M., Shiflett S. L., Kaplan J. Genome-wide analysis of iron-dependent growth reveals a novel yeast gene required for vacuolar acidification // J. Biol. Chem. 2004. V. 279. № 6. P. 4322-4329.

45. Deeley M. C. Adenine deaminase and adenine utilization in Saccharomyces cerevisiae II J. Bacteriol. 1992. V. 174. № 10. P. 3102-3110.

46. DeRisi J. L., Lyer V. R., Brown P. O. Exploring the metabolic and genetic control of gene expression on a genomic scale // Science. 1997. V. 278. P.

47. Dorfman B.-Z. Allelic variability in comparative complementation confirming that the adel2-specified protein of yeast is bifunctional // J. Bacteriol. 1971. V. 107. P. 646-654.

48. Dorfman B.-Z. The isolation of ader succinate synthetase mutants in the yeast by the selection for constitutive behavior in pigmented strains // Genetics. 1969. V. 61. P. 377-389.

49. Earhart C. Uptake and methabolism of iron and molybdenum. In:

50. Escherichia coli and Slmonella, cellular and molecular biology. Edited by F.

51. C. Neidhardt. ASM press, Washington DC. 1996. P.1075-1090.

52. Elledge S. J. and Davis R. W. Two genes differentially regulated in the cell cycle and by DNA-damaging agents encode alternative regulatory subunits of ribonucleotide reductase // Genes Dev. 1990. V. 4. № 5. P. 740-751.

53. Fieshi F., Niviere V., Frier C., Decount J.L., Fontecave M. The Mechanism and Substrate Specificity of the NADPH:Flavin Oxidoreductase from Escherichia coli II J. Biol Chem. 1995. V. 270. № 51. P. 30392-30400.

54. Fontecave M., Eliasson R., Reichard P. Enzymatic regulation of the radical content of the small subunit of Escherichia coli ribonucleotide reductase680.686.involving reduction of its redox centers //J. Biol. Chem. 1989. V. 264. № 16. P. 9164-9170.

55. Fontecave M., Eliasson R., Reichard P. NAD(P)H: flavin oxidoreductase of E. coli: a ferric iron reductase participating in the generation of the free radical of ribonucleotide reductase // J. Biol. Chem. 1987. V. 262. №25. P. 12325-12331.

56. Fortini P., Pascucci В., Parlanti E., D'Errico M., Simonelli V., Dogliotti E. 8-oxoguanine DNA damage: at the crossroads of alternative repair pathways // Mutat. Res. 2003. V. 531(1-2). P. 127-139.

57. Freese E. B. The mutagenic effect of hydroxylaminopurine derivatives on phage T4 // Mutat. Res. 1968. V. 5. P. 299-301.

58. Freese E.B. The specific mutagenic effect of base analogues on phage T4 // J. Mol. Biol. 1959. V. 1. P. 87-105.

59. Friedman A., Perrimon N. Genome-wide high-throughput screens in functional genomics // Current Opinion in Genetics & Development. 2004. V. 14. P. 470-476.

60. Giaever G. et al. Functional profiling of the Saccharomyces cerevisisae genome I I Nature. 2002. V. 418. P. 387-391.

61. Giner-Sorolla A., Bendich A. Synthesis and properties of some 6-substituted purines // J. Am. Chem. Soc. 1958. V.80. P. 3932-3937.

62. Glickman В., van den Elsen P., Radman P. Induced mutagenesis in dam mutants of Escherichia coli: a role for 6-methyladenine residues in mutation avoidance // Mol. Gen. Genet. 1978. V. 163. P. 307-312.

63. Gots J. S., Benson С. E., Jochimsen В., Koduri K. R. Microbial models and regulatory elements in the control of purine metabolism. In: Ciba foundation Symposium "Purine and pyrimidine metabolism". Elsevier, 1977. P. 23-41.

64. Guetsova M. L., Lecoq K., Daignan-Fornier B. The isolation and characterization of Saccharomyces cerevisiae mutants that constitutively express purine biosynthetic genes // Genetics. 1997. V. 147. P. 383-397.

65. Hanway D., Chin J. K., Xia G., Oshiro G., Winzeler E. A., Romesberg F. Previously uncharacterized genes in the UV- and MMS-induced DNA damage response in yeast // Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 2002. V. 99. № 16. P. 10605-10610.

66. Haracska L., Yu S.-L., Johnson R. E. Prakash L., Prakash S. Efficient and accurate replication in the presence of 7,8-dihydro-8-oxoguanine by DNA polymerase rj //Nat. Genetics. 2000. V. 25. P. 458461.

67. Hieter P. and Boguski M. Functional genomics: it's all how you read it // Science. 1997. V. 278. № 5338. P. 601-602.

68. Huang M. E., Rio A. G., Nicolas A., Kolodner R. D. A genomewide screen in Saccharomyces cerevisiae for genes that suppress the accumulation of mutations // Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 2003. V. 100 №20. P. 11529-11534.

69. Huang M., Elledge S. J., Identification of RNR4, encoding a second essential small subunit of ribonucleotide reductase in Saccharomyces cerevisiae II Mol.Cell Biol. 1997. V. 17. № 10. P. 6105-6113.

70. Ishii Y., Yamada H., Yamashino Т., Ohashi K., Katon E., Shindo H., Yamazaki Т., Mizuno T. Deletion of theyhhP gene results in filamentous cell morphology in Escherichia coli II Biosci. Biotechnol. Biochem. 2000. V. 64. № 4. P. 799-807.

71. Janion C: The synthesis and properties of N6-substituted 2-amino-purine derivatives. Acta Biochim. Pol. 1976. V. 23. № 1. P. 57-68.

72. Jones E. W., Fink G. Regulation of amino acid and nucleotide biosynthesis in yeast. In: Molecular biology of the yeast Saccharomyces. Metabolism and gene expression. Edited by Strathern J. N., Jones E. W., Broach J. R. 1982. CSHL Press. P. 181-299.

73. Kamiya H. Mutagenic potentials of damaged nucleic acids produced by reactive oxygen/nitrogen species: approaches using synthetic oligonucleotides and nucleotides: survey and summary // Nucleic Acids Res. 2003. V. 15. № 31(2). P. 517-531.

74. Katoh E., Hatta Т., Shindo H., Ishii Y., Yamada H., Mizuno Т., Yamazaki T. High precision NMR Structure of YhhP, a novel Escherichia coli protein implicated in cell division // J. Mol. Biol. 2000. V. 304. P. 219-229.

75. Khromov-Borisov N. N., SaffW^JoaoJHIenriques J. A. P. Perfect order plating: principle and applications // Technical tips online. 2002. http://research.bmn.com/tto. Ю2205.

76. Knaap A. G., Glickman B. W., Simson J. W. Effects of ethionine on the replicational fidelity in V79 Chinese hamster cells // Mutat. Res. 1981. V. 82. №2. P. 355-363.

77. Kornberg A., Baker T. A. DNA replication. W. H. Freeman and Company, New York. 1992. 931 p.

78. Kouzminova E. A. and Kuzminov A. V. Fragmentation of Replicating Chromosomes Triggered by Uracil in DNA // J. Mol. Biol. 2006. V. 355. P. 20-33.

79. Kouzminova E. A., Rotman E., Makomber L., Zhang J. A. Kuzminov A. V. RecA-dependent mutants in E. coli reveal strategies to avoid replication fork failure // Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 2004. V. 101. P. 16262-16267.

80. Kow Y. W. Repair of deaminated bases in DNA // Free radical biology and Medicine. 2002. V. 33. № 7. P. 886-893.

81. Kunkel Т. A. and Bebenek K. DNA replication fidelity // Annu. Rev. Biochem. 2000. V. 69. P. 497-529.

82. Kunz B. A. and Kohalmi S. E. Modulation of mutagenesis by deoxyribonucleotide levels // Annu. Rev. Genet. 1991. V. 25. P.339-359.

83. Li G., Laturnus C., Ewers C., Wieler L. Identification of Genes Required for Avian Escherichia coli Septicemiaby Signature-Tagged Mutagenesis // Infection and Immunity. 2005. V. 73. № 5. P. 2818-2827.

84. Lomax C. A., Woods R. A. Prototrophic regulatory mutants ofУadenilosuccinate synthetase in yeast // Nat. New Biol. 1971. V. 229. № 4. P. 116.

85. Maki H. and Sekiguchi M. MutT protein specifically hydrolyses a potent mutagenic substrate for DNA synthesis // Nature. 1992. V. 355. № 6357. P. 273-275.

86. McGlynn P., Lloyd R. G. Modulation of RNA polymerase by (p)ppGpp reveals a RecG-dependent mechanismjfor replication fork progression // Cell. 2000. V. 101. P. 35-45.

87. Meddows T. R., Savory A. P., Grove J. I. Moore T. Lloyd R. G. RecN protein and transcription factor DksA combine to promote faithful recombinational repair of DNA double-strand breaks // Mol. Microbiol. 2005. V. 57. №2. P. 97-110.

88. Michaels M. L., Cruz C., Grollman A. P. Miller J. H. Evidence that MutY and MutM combine to prevent mutations by an oxidatively damaged form of guanine in DNA // Proc. Natl Acad. Sci. USA. 1992. V. 89. P. 7022-7025.

89. Moriya M. Single-stranded shuttle phagemid for mutagenesis studies in mammalian cells: 8-oxoguanine in DNA induces targeted G:C—>T:Atransversions in simian kidney cells // Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 1993. V. 90. P. 1122-1126.

90. Nagy A., Perrimon N., Sandmeyer S., Plasterk R. Tailoring the genome: the power of genetic approaches // Nat. Genet. 2003. V. 33 (Supplement). P. 276-284.

91. Negishi K., Bessho Т., Hayatsu H. Nucleoside and nucleobase analog mutagenesis // Mutat. Res. 1994. V. 318. P. 227-238.

92. Negishi K., Takahashi M., Yamashita Y., Nishizawa M., Hayatsu H.05 V

93. Mutagenesis by 4-N-mninicitidine^nductio of AT to GC transition and its molecular mechanism // Biochemistry. 1985. V. 24. P. 7273-7278.

94. Negishi K., Tamanoi K., Ishii M., Kawakami M., Yamashita Y., Hayatsu H. Mutagenic nucleoside analog 4-N-aminicitidine: methabolism, incorporation into DNA and mutagenesis in Escerichia coli II J. Bacteriol. 1988. V. 170. P. 5257-5262.

95. Neuhard J. and Nygaard P. Puries and pyrimidines. In: Escherichia coli and Salmonella, cellular and molecular biology. Edited by Neidhardt F. C. ASM press, Washington DC. 1987. P. 445-473.

96. Nghiem Y., Cabrera M., Cupples C. G., Miller J. H. The mutY gene: AJmutator locus in Escherichia coli that generates G-C—>T-A transversions // Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 1988. V. 85. P. 2709-2713.

97. Noskov V., Negishi K., Ono A., Matsuda A., Ono В., Hayatsu H. Mutagenicity of 5-bromouracil and N6-hydroxyadenine studied by yeast oligonucleotide transformation assay// Mutat. Res. 1994. V. 308. P. 43-51.

98. Nygaard P. Utilisation of performed purine base and nucleosides. In: Metabolism of nucleotides, nucleosides, and nucleobases in microorganisms. Edited by Munch-Peterson A. Academic Press, Inc., London. 1983. P. 27-93.

99. Nyhan W. L. Disorders of purine and Pyrimidine metabolism // Mol. Genet. Metab. 2005. V. 86. P. 25-33.

100. Palmer, B. R. & Marinus, M. G. The dam and dcm strains of Escherichia coli // Gene. 1994. V. 143. № 1. P. 1-12.

101. Pan X., Ye P., Yuan D. S., Wang X., Bader J. S., Boeke J. D. A DNA Integrity Network in the Yeast Saccharomyces cerevisiae // Cell. 2006. V. 124. P. 1-13.

102. Parent S. A., Fenimore С. M., Bostian K. A. Vector systems for the expression, analysis and cloning of DNA sequences in S. cerevisiae // Yeast. 1985. V. l.P. 83-138.

103. Paul B. J. Berkmen M. В., Gourse R. L. DksA potentiates direct activation of amino acid promoters by ppGpp // Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 2005. V. 102. №22. P. 7823-7828.

104. Pavlov Y. I., Suslov V. V., Shcherbakova P. V., Kunkel T. A., Ono A., Matsuda A., Schaaper R. M., Base analog N6-hydroxylaminopurine mutagenesis in Escherichia coli: genetic control and molecular specificity // Mutat. Res. 1996. V. 357 (1-2). P. 1-15.

105. Pitsikas P., Patapas J. M., Cupples C. G. Mechanism of 2-aminopurine-stimulated mutagenesis in Escherichia coli // Mutat. Res. 2004. V. 550 (1-2). P. 25-32.

106. Radman M., Villani G., Boiteux S., Kinsella A. R., Glickman B. W., Spadari S. Replicational fidelity: mechanisms of mutation avoidance and mutation fixation // Cold Spring Harb. Symp. Quant. Biol. 1979. V. 43 (2) P. 937-946.

107. Rajagopalan К. V. Biosynthesis of the molybdenum cofactor. In: Escherichia coli and Salmonella, cellular and molecular biology. Edited by Neidhardt F. C. ASM press, Washington DC. 1996. P. 674-679.

108. Rodwell V. W. Structure, function and replication of informational macromolecules. Nucleotides. In: Harper's Biochemistry. Appleton and Lange, Norwalk, Connecticut// Sun Mateo, California. 1988. P. 335-361.

109. Rose M. D., Winston F., Hieter P. Methods in yeast genetics. CSHL Press.-1990.-198 p.

110. Ross L. S., Landman O., Little J. G. Base analogue mutagenesis in yeast and its modulation by pyrimidine deoxynucleotide pool imbalances: incorporation of bromodeoxyuridylate and iododeoxyuridylate // Curr. Genet. 1987. V. 11. P. 421-427.

111. Roush A. H., Saeed M. Adenine metabolism in Saccharomyces cerevisiae. Adenase from bakers yeast // Biochem. Biophys. Res. Commun. 1960. V. 2. P. 43-47.

112. Rydberg B. Bromuracil mutagenesis in Escherichia coli. Evidence for involvement of mismatch repair// Mol. Gen. Genet. 1977. V. 152. P. 19-28.

113. Saparbaev M., Laval J. Excision of hypoxanthine from DNA containing dIMP residues by the Escherichia coli, yeast, rat, and human alkylpurine DNA glycosylases // Proc. Nat. Acad. Sci. USA. 1994. V. 91. P. 5873-5877.

114. Sekiguchi M., Tsuzuki T. Oxidative nucleotide damage: consequences and prevention // Oncogene. 2002. V. 16. № 21(58). P. 8895-8904.

115. Serres M. H., Gopal S., Nahum L. A., Liang P., Gaasterland Т., Riley M. A functional update of the Escherichia coli K-12 genome // Genome Biology. 2001. V. 2. № 9. research 0035.1-0035.7

116. Shannon P., Markiel A., Ozier O., Baliga N. S., Wang J. Т., Ramage D., Amin N., Schwikowski В., Ideker T. Cytoscape: A Software Environment for Integrated Models of Biomolecular Interaction Networks // Genome Research. 2003. V. 13. P. 2498-2504./

117. Shcherbakova P. V., and Pavlov Y. I. 3 —>5 „exonucleases of DNA polymerases e and 8 correct base analog induced DNA replication errors on opposite DNA strands in Saccharomyces cerevisiae II Genetics. 1996. V. 142. P. 717-726.

118. Shcherbakova P. V., Noskov V. N., Pshenichnov M. R., Pavlov Y. I. Base analog 6-N-hydroxylaminopurine mutagenesis in the yeast Saccharomyces cerevisiae is controlled by replicative DNA polymerases // Mutat. Res. 1996. V. 369. P. 33-44.

119. Shcherbakova P. V., Pavlov Y. I., Mutagenic specificity of the base analog 6-N-hydroxylaminopurine in the URA3 gene of the yeast Saccharomyces cerevisiae И Mutagenesis. 1993. V. 8. P. 417-421.

120. Simandan Т., Sun J., Dix T. A. Oxydation of DNA bases, deoxyribonucleosides and homopolymers by peroxyl radicals // Biochem. J. 1998. V. 335 (Pt 2). P. 233-240.

121. Speiser D. M., Ortiz D. F., Kreppel L., Scheel G., McDonald G., Ow D. Purine biosynthetic genes are required for cadmium tolerance in Schizosaccharomyces pombe II Mol. Cell. Biol. 1992. V.12. № 12. P. 53015310.

122. Stotz A., Muller P. P., binder P. Regulation of the ADE2 gene from Saccharomyses cerevisiae // Curr. Genet. 1993. V. 24. P. 472-480.

123. Tibbetts A. S., Appling D. R. Characterization of two 5-aminoimidazole-4-carboxamide ribonucleotide transformflase/inosine monophosphate cyclohydrolase isozymes from Saccharomyces cerevisiae // J. Biol. Chem. 2000. V. 275. № 27. P. 20920-20927.

124. Tibbetts A. S., Appling D. R. Saccharomyces cerevisiae expresses two genes encoding isozymes of 5-aminoimidazole-4-carboxamide ribonucleotide transformylase // Arch. Biochem. Biophys. 1997. V. 340. P. 195-200.

125. Trautinger B. W., Jaktaji R. P., Rusakova E., Lloyd R. G. RNA polymerase modulators and DNA repair activities resolve conflicts between DNA replication and transcription // Mol. Cell. 2005. V. 19. P. 247-258.

126. Tsuchiyama H., Atsumi G., Matsuda A., Negishi K., Hayatsu H. Analysis of 2-amino-6-N-hydroxyadenine-induced mutagenesis in phage M13mp2 // Mutat. Res. 1991. V. 253. P. 47-54.

127. Vogel H. J., Bonner D. M. Acetylornithinase of Escherichia coli: partial purification and some properties // J. Biol. Chem. 1956. V. 218. P. 97-106.

128. Wach A, Brachat A, Pohlmann R, Philippsen P: New heterologous modules for classical or PCR-based gene disruptions in Saccharomyces cerevisiae. Yeast 1994, V. 10. № 13. P. 1793-1808.

129. Wagner R., Dohet C., Jones M., Doutriaux M. P., Hutchinson F., Radman M. Involvement of Escherichia coli mismatch repair in DNA replication andrecombination // Cold Spring Harb. Symp. Quant. Biol. 1984. V. 49. P. 611615.

130. Wang, T.-C. V. & Smith, К. C. Inviability of dam recA and dam recB cells of Escherichia coli is correlated with their inability to repair DNA double-strand breaks produced by mismatch repair // J. Bacteriol. 1986. V. 165. №3. P. 1023-1025.

131. Weber E., Rodriguez C., Chevallier M. R., Jund R. The purine cytosine permease of Saccharomyces cerevisiae: primary structure and deduced protein sequence of the FCY2 gene product // Mol. Microbiol. 1990. V. 4. P. 585-596.

132. Winzeler E. A. et al. Functional characterization of the S. cerevisiae genome by gene deletion and parallel analysis // Science. 1999. V. 258. P. 901-906.

133. Woods R. A., Roberts D. G. Stein D. S. Filpula D. Adenine phosphoribosyltransferase mutants in Saccharomyces cerevisiae II J. Gen. Microbiol. 1984. V. 130. P. 2629-2637.

134. Yamashino Т., Isomura M., Ueguchi C., Mizuno T. The YhhP gene encoding a small ubicuitos^protein is fundamental for normal cell growth of Vy Escherichia coli III. Bacteriol. 1998. V.180. № 8. P. 2257-2261.

135. Yao M., Hatahet Z., Melamede R. J., Kow Y. W. Purification and characterization of a novel deoxyinosine-specific enzyme, deoxyinosine 3'endonuclease from Escherichia coli II J. Biol. Chem. 1994. V. 269. P. 1626016268.

136. Zalkin H., Dixon J. E. De novo purine nucleotide biosynthesis // Prog. Nucleic Acid Res. Mol. Biol. 1992. V. 42. P. 259-287.

137. Zalkin H., Nygaard P. Biosynthesis of purine nucleotides. In: Escherichia coli and Salmonella, cellular and molecular biology. Edited by Neidhardt F. C. ASM press, Washington DC. 1996. P. 561-579.

138. Zhang F., Kirouac M., Zhu N., Hinnebusch A. G., Rolfes R. J. Evidence that complex formation by Baslp and Bas2p (Pho2) unmasks the activation function of Baslp in an adenine-repressible step of ADE gene transcription //1. A^v.

139. Mol. and Cell. Biology. 1997. V. 17, № 6. P. 3272-3283.