Неравный кроссинговер в гетерозиготных тандемных дупликациях у Escherichia coli тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 03.00.15, кандидат биологических наук Прокопьев, Василий Валерьевич

• Прокопьев, Василий Валерьевич
• кандидат биологических наук
• 2007

Оглавление диссертации кандидат биологических наук Прокопьев, Василий Валерьевич

Введение.

Глава 1. Обзор литературы.

1.Неравный кроссинговер в тандемных дупликациях.

1.1. Неравный кроссинговер у Escherichia coli.

2. Модельная система для изучения гомологичной рекомбинации.

2.1.Deo-onepo H.

2.2. Получение тандемных дупликаций.

2.3. Механизм образования тандемных дупликаций.

2.4. Изучение гомологичной рекомбинации в модельной системе deoA deoB::Tn5/deoC deoD.

3. Генная регуляция хромосомных перестроек.

3.1. Генная регуляция рекомбинации прокариот.

3.2. Влияние основных путей рекомбинации на частоту образования дупликаций и межсестинский обмен в гетерозиготных тандемных дупликциях.

3.3. Эффект мутаций по генам recQ, uvrD, recJна образование дупликаций.

3.4. Рекомбинация в гетерозиготных тандемных дупликациях на фоне мутации по гену гесА.

3.5. Влияние мутаций по генам ruvABC на рекомбинацию между прямыми повторами ДНК в штаммах Е. coli, несущих протяжённые тандемные дупликации.

3. Неравный кроссинговер между сестринскими хромосомами как путь адаптивной рекомбинации.

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ

Глава 2. Объекты и методы исследований.

1. Штаммы и условия культивирования.

1.1. Бактериальные штаммы.

1.2. Среды и условия культивирования.

1.3. Плазмиды.

1.4. Реактивы.

2. Методы исследований.

2.1. Генетические методы исследования.

2.1.1. Конъюгационное скрещивание.

2.1.2 Трансдукционное скрещивание.

2.1.3. Анализ генотипа рекомбинантов.

2.1.4 Получение клонов сегрегантов DeoD+.

2.1.5. Определение свойства Hfr.

2.1.6. Определение чувствительности клеток к УФ-свету.

2.2. Молекулярно-биологические методы исследования.

2.2.1. Выделение и очистка хромосомной ДНК.

2.2.2. Полимеразная цепная реакция (ПЦР).

2.2.3. Электрофорез фрагментов ДНК в агарозном геле.

2.2.4. Выделение и очистку ДНК из агарозного геля.

2.2.5. Секвенирование фрагментов генов deo-оперона.

2.2.6. Выделение плазмидной ДНК методом щелочной экстракции.

2.2.7. Трансформация ДНК в Е. Coli.

2.2.8. Исследование уровня экспрессии гесА.

2.3. Компьютерный анализ.

Глава 3. Результаты и обсуждение.

1. Определение вероятности образования сегрегантов с сохранением тандемного повтора и с образованием гаплоида.

2. Влияние основных путей рекомбинации RecBC и RecF на неравный генетический обмен в гетерозиготных тандемных дупликациях.

3. Определение уровня экспрессии гесЛ-промотора в исследуемых штаммах с гетерозиготными тандемными дупликациями.

4. Роль неравного кроссинговера при гомологичной рекомбинации между повторами гетерозиготной дупликации, со вставкой транспозона Тп5 в гене deoB в одной из копий тандема.

5. Роль неравного кроссинговера при гомологичной рекомбинации между повторами гетерозиготной дупликации с нарушением гомологии, связанной с делецией 638 н.п. затрагивающей гены deoB и deoD одной из копий тандема.

Выводы.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Неравный кроссинговер в гетерозиготных тандемных дупликациях у Escherichia coli»

В последние годы активно обсуждается феномен взаимоотношений трёх основных генетических механизмов: рекомбинации, репарации и репликации. Причём наиболее актуальным направлением является выяснение связи между процессами репликации и рекомбинации. Большинство исследований в этой области направлены на изучение роли белков участвующих в этих процессах, таких как RecA, RecBCD, RecFOR, RuvABC, RecG и других. В генетическом контексте важное место в изучении взаимосвязи репликации и рекомбинации занимают исследования рекомбинации в тандемных дупликациях у бактерий. В таких генетических системах генетический обмен может приводить, прежде всего, к гаплоидизации, т.е. распаду самой дупликации, что можно считать равнозначным образованию делеции рекомбинационным путём [Lovett S.T. et al., 1993; Bierne H. et al., 1997; Galitski T. et al., 1997.]. Показано, что частота образования делеций в тандемных дупликациях зависит от состояния генов, кодирующие основные ферменты репликации - ДНК-полимеразу (PolIII) и геликазу репликационной вилки DnaB [Saveson C.J. et al., 1997]. Правда в некоторых случаях образование делеций тандемными дупликациями может быть RecA-незавиеимым.

В подавляющем большинстве работ, связанных с изучением рекомбинации в дупликациях, используются относительно небольшие повторы гомологичных сегментов хромосомы. Но интерес также представляют и более протяженные, включающие от 25 до 300 и более тыс. п.н., тандемные дупликации, стабильность которых обеспечивается присутствием негомологичной вставки в одной из копий тандемного повтора.

В результате исследований дупликаций данного типа выявлено, что в процессе рекомбинации они выщепляют не только гаплоидные сегреганты, а самые различные продукты обмена между повторами ДНК, включая сегреганты сохранившие диплоидное состояние. Исследование полученных рекомбинантов позволяет более детально изучать механизм рекомбинации.

Важно отметить, что образование рекомбинантов различного типа, происходящее в условиях селективного давления внешней среды имеет сходство с так называемыми «направленными», или «адаптивными» мутациями, которые во многих отношениях отличаются от спонтанных мутациях в делящихся клетках. Эти мутации возникают только после воздействия нелетальных селективных факторов, при отсутствии клеточного деления и без повышения общего уровня неселектируемых мутаций [Foster P.L., 1993].

Неравный кроссинговер, происходящий между сестринскими хромосомами у бактерий, как и кроссинговер, происходящий между хромосомами различного происхождения, является непосредственным механизмом, который приводит к образованию тандемных дупликаций, а также множественных амплификаций генов [Anderson R.P. et al., 1979;].

Для образования тандемных дупликаций путём неравного кроссинговера необходимо, что бы в процессе репликации происходил сдвиг гомологичного соединения сестринских хромосом. Мишенью для неравного кроссинговера при образовании дупликаций и затем областью стыка между двумя гомологичными повторами ДНК служат гомологичные опероны (ггп) рибосомальных РНК [Anderson R.P. et al., 1981], а также короткие прямые повторы длинной ДНК длинной 10-20 пн [Edlund Т. et al., 1981., Whoriskey S.K. et al., 1987].

Приято считать, что основной функцией образования дупликаций является повышение активности генов [Anderson R.P. et al., 1979].

Изучение рекомбинационных обменов в протяжённых тандемных дупликациях у Escherichia coli - один из эффективных подходов к выяснению механизмов рекомбинации, а также её связи с такими генетическими явлениями как репарация и репликация.

Предыстория работы.

В 1991 году впервые было сообщено о создании гетерозиготной тандемной дупликации с помощью конъюгационного скрещивания у Escherichia coli К-12 [Суходолен В.В., 1991]. Данная дупликация была получена как результат рекомбинации двойных мутантов по генам deo-оперона: deoA deoBv.Тп5 и deoC deoD с образованием стабильных гетерозигот типа deoA deoBv. Tn5/deoC deoD в конъюгационных скрещиваниях (Рис 1.).

B::Tn5 + + + .

С А \ / D С А В D \У > -V X -J S > S v B::Tn5 + + +

С А \ / D и CAB D

Ч > )\( > >#L ) > )=>—

Рис.1. Получение тандемных дупликаций.

Дупликации, полученные в этих скрещиваниях, имели дикий фенотип по генам deoCAB, и отличались от истинных рекомбинантов Deo+ сохранением антибиотикоустойчивости (наличие транспозонной вставки Тп5 в гене deoB). В тоже время все дупликации имели мутантный фенотип по гену deoD из-за полярного эффекта вставки транспозона в предшествующем (по направлению транскрипции) гене deoB. Другим доказательством образования гетерозиготных дупликаций была их способность к выщеплению сегрегантов родительского типа: deoC deoD и deoA deoBv.Tn5.

Полученная таким путём дупликация до настоящего времени используется как модельная система для изучения гомологичной рекомбинации.

Цель и задачи исследования.

Целью настоящей работы было изучение роли неравного кроссинговера в выщеплении сегрегантов из штаммов Е. coli с тандемными дупликациями, гетерозиготными по генам deo-оперона. Определение основных путей рекомбинации в генетическом обмене в гетерозиготных тандемных дупликациях.

Для достижения цели были поставлены и решены следующие задачи:

1. Определить роль неравного кроссинговера при гомологичной рекомбинации между повторами гетерозиготной дупликации, где гетерозиготность обусловлена вставкой транспозона Тп5 в гене deoB в одной из копий тандема. Определить вероятность образования сегрегантов с сохранением тандемного повтора и с образованием гаплоида.

2. Определить соотношение частот внутрихромосомного или межсестринского обмена при гомологичной рекомбинации между повторами гетерозиготной дупликации с нарушением гомологии, связанной со вставкой транспозона Тп5 в deoB гене одной из копий тандема.

3. Определить соотношение частот внутрихромосомного или межсестринского обмена при гомологичной рекомбинации между повторами гетерозиготной дупликации с нарушением гомологии, связанной с делецией 638 н.п. затрагивающей гены deoB и deoD одной из копий тандема.

4. Выявить влияние генов RecBCD и RecF путей рекомбинации на генетический обмен между прямыми повторами ДНК в протяжённых тандемных дупликациях.

5. Определение уровня экспрессии гесЛ-промотора в исследуемых штаммах с гетерозиготными тандемными дупликациями.

6. Определение причины конститутивного SOS-ответа в клетках мутантных по генам deoC deoD thyA.

Научная новизна и значимость работы.

Путём конъюгационного переноса гетерозиготной тандемной дупликации D4 (deoA deoB::Tn5/deoC deoD) в геном штамма JC7623, дефектного по генам recBC sbcBC, был получен штамм СМ1700.

На основе штамма СМ1700, при помощи трансдукции, был получен штамм дефектный по гену recF (recF332::Tn3). Показано, что частоты образования сегрегантов DeoD+ у штаммов rec, recBC sbcBC и recBC sbcBC recF существенно не отличаются. Это свидетельствует, что в исследуемой модели рекомбинационный обмен между прямыми повторами ДНК в протяжённых гетерозиготных тандемных дупликациях Escherichia coli является recBC- и recF- независимым процессом.

Впервые показано, что в исследуемой тандемной дупликации, а также в одном из родительских штаммов (deoC deoD thyA) конститутивно активирован SOS-ответ. SOS-ответ определялся по превышению уровня экспрессии гесА и соЮ промоторов в исследуемых штаммах по сравнению со штаммом дикого типа HfrH.

В работе показано, что при наличии вставки (Тп5) в одной из копий тандемного повтора в дупликациях типа deoA deoB::Tn5ldeoC deoD, ведущим рекомбинационным механизмом при генетическом взаимодействии двух гомологичных повторов ДНК в тандемной дупликации является неравный кроссинговер, действующий на уровне сестринских хромосом, или «хроматид».

На дупликации типа А25 deoD-deoB/deoC17 deoD8 thr::Tn9, не содержащей транспозонной вставки в deo-onepoHe, гетерозиготность которой обеспечивается деледией 638 н.п. затрагивающей гены deoB и deoD в одной из копии тандема показано, что частота образования сегрегантов DeoD+ сходна с частотой образования сегрегантов DeoD+ на модели deoA deoB:\Tn5/deoC deoD. Рекомбинация между прямыми повторами в дупликациях А25 deoD-deoB/deoC17 deoD8 thr.:Tn9 происходит путём внутрихромосомного обмена.

Практическая значимость работы.

Результаты представленной работы могут быть использованы для дальнейшего изучения особенностей гомологичной рекомбинации между протяженными повторами хромосомных сегментов. Полученные в работе данные также могут быть использованы для создания модельных систем изучения гомологичной рекомбинации в бактериальных клетках.

Апробация работы и публикации.

Основные результаты исследований по теме диссертации докладывались на 2 Всероссийских и Международных конференциях. Основные положения диссертации отражены в 5 публикациях, из которых 3 статьи и 2 материалов конференции. Диссертация была апробирована на заседании Секции Учёного Совета «Генетика микроорганизмов» от 22 марта 2007г, на семинаре «Неравный кроссинговер в гетерозиготных тандемных дупликациях» 25 сентября 2007г.

Структура работы.

Диссертационная работа состоит из введения, обзора литературы, описания объектов и методов исследований, результатов и обсуждения, выводов, списка литературы. Работа содержит 94 страницы машинописного

Заключение диссертации по теме «Генетика», Прокопьев, Василий Валерьевич

выводы

1. Гомологичная рекомбинация между повторами гетерозиготной тандемной дупликации D4 {deoA deoB::Tr\5/deoC deoD), происходит по пути неравного кроссинговера. Образование сегрегантов DeoD+ происходит преимущественно с сохранением тандемного повтора.

2. Частота межсестринского обмена при гомологичной рекомбинации между повторами гетерозиготной дупликации D4 (deoA deoB::Tn5/deoC deoD) составляет не менее 85% при образовании сегрегантов DeoD+.

3. При гомологичной рекомбинации между повторами гетерозиготной дупликации с нарушением гомологии, связанной с делецией 638 н.п. затрагивающей гены deoB и deoD одной из копий тандема рекомбинация происходит по пути внутрихрмосомного обмена.

4. Влияния мутаций по генам recBCD sbcBC и recV на частоту генетического обмена между прямыми повторами ДНК в протяжённой тандемной дупликации D4 (deoA deoB::Tn5/deoC deoD) не обнаружено.

5. В штаммах несущих мутации по генам deoC deoD thyA повышен уровень экспрессии гесА-промотора, что свидетельствует о конститутивном SOS-ответе.

Список литературы диссертационного исследования кандидат биологических наук Прокопьев, Василий Валерьевич, 2007 год

1. Злотников К.М., Суходолец В.В., Бауманис Г.Э. Картирование генов контролирующих метаболизм нуклеозидов у Е. coli II Генетика Т. 5. С. 114-119.1969.

2. Каменева С. В., Каляева Э. С., Алиханян С. И. Изучение генетической основы различной количественной потребности в тимине у тиминовых мутантов Е. coli К-12//Генетика. 1965. №1. С. 100-105.

3. Кольцов Н. К. Проблема прогрессивной эволюции // Биол. журн. 1933. Т. 2. №4-5. С. 475-500.

4. Т. Маниатис, Э. Фрич, Дж. Сэмбрук Молекулярное клонирование / перевод с английского под редакцией акад А.А. Баева и д-ра биол. наук К.Г. Скрябина Москва «Мир» 1984

5. Мёллер Г. Г., Прокофьева-Бельговская А. А., Косиков К. В. Неравный кроссинговер у мутантов Ваг, как результат удвоения меленького участка хромосомы // Доклады АН СССР. 1936. Т. 1. С. 83-84.

6. Миллер Дж. Эксперименты в молекулярной генетике. М., «Мир», 1976.

7. Оно С. Генетические механизмы прогрессивной эволюции. М.: Мир. 1973,227с.

8. Пухова Е. С., Багманис Г. Э. Чуканова Т. И., Суходолец В. В. Природа мутации устойчивости к рибозидам у тиминовых ауксотрофов Е. coli К-12//Генетика. 1972. Т. 8. №11. С. 90-99.

9. Серебровский А. С. Гены scute и achete у Drosophila melanogaster и гипотеза их дивергенции // Доклады АН СССР. 1938. Т. 19 (1-2). С. 7781.

10. Стенчук Н. Н., Суходолец В. В. 1969. Генетическое изучение мутации устойчивости к рибозидам у тиминовых ауксотрофов Escherichia coli К-12//Генетика. №11. С. 106.

11. Стенчук Н.Н., Суходолец В.В. Генетическое изучение мутаций устойчивости к рибозидам у тиминовых ауксотрофов Е. coli К-12 // Генетика Т. 5. С. 106-118.1969.

12. Суходолец В. В. Гинетический прогресс и природа генетических рекомбинаций 2-е изд. М.: Биоинформсервис, 1996. 195с.

13. Суходолец В. В. Механизмы вертикальной эволюции // Успехи соврем, биол. 1997. Т. 117. №5 С. 517-533.

14. Суходолец В. В., Алиханян С. И. Ген чувствительности к тимидину (td) у Е. coli К-12: фенотипическое проявление и локализация на хромосоме // Генетика. 1965. №2. С. 47-53.

15. Суходолец B.B. Значение рекомбинации, происходящей в процессе репликации ДНК // Молекуляр. биология. 2006. Т. 40. №2. С. 369-371.

16. Суходолец B.B. Неравный кроссинговер у Escherichia coli II Генетика. 2006. Т. 42. №11. C.1526-1535.

17. Суходолец B.B. Неравный кроссинговер в конъюгационных скрещиваниях у Escherichia coli К-12 // Генетика. 1991. Т. 27. №1. С.27-38.

18. Суходолец В.В. Повышение частоты неравного кроссинговера в клетках мутантов recBC в конъюгационных скрещиваниях у Escherichia coli К-12 // Генетика. 1993. Т. 29. №5. С. 748-759.

19. Суходолец В.В. Принципы организации прокариотического генома // Генетика. 1992. Т. 28. №1. С. 28-37.

20. Хейс У. Генетика бактерий и бактериофагов. М., «Мир». 1965. 555с.

21. Хейс У. Генетика бактерий у бактериофагов. М.: Мир 1965. 555с.

22. Abdulkarim F., Hughes D. Homologous recombination between the tuf genes of Salmonella typhimurium II J. Mol. Biol. 1996. V. 260. P. 506-522.

23. Ahmad S.I., Barth P.T., Pritchard R.H. Properties of a strands of E. coli lacking purine nucleoside phosphorilase // Biochim. Biophys. Acta, V. 161. P.581-589. 1969.

24. Ahmad S.I., Kirk S.H., Eisenstark A. Thymine metabolism and thyminless death in prokaryotes and eukaryotes // Annu. Rev. Microbiol. 1998. V. 52. P. 591-625.

25. Aibl H., Lands W.E.A. A new, sensitive determination of phosphate // Anal. Biochem. V. 30. P. 51-57. 1969.

26. Alikhanian S.I., Iljina T.S., Kaliaeva E.S., Kameneva S.V., Sukhodolec V.V. A genetical study of thymineless mutants of E. coli K12 // 1966. Genet. Res. V.8. P.83.

27. Anderson R. P., Roth J. R. Gene duplication in bacteria: alternation of gene dosage by sister-chromosome exchanges // Cold Spr. Harb. Symp. Quant. Biol. 1979. V. 43. P. 1083-1087.

28. Anderson R.P., Roth J.R. Spontaneous tandem genetic duplications in Salmonella typhimurium arise by unequal recombination between rRNA (rrn) cistrons // Proc. Natl Acad. Sci. USA. 1981. V. 78. P. 3113 3117.

29. Anderson R.P., Roth J.R. Tandem genetic duplications in Salmonella typhimurium: Amplification of the histidine operon // J. Mol. Biol. 1978. V. 126. P. 53-71

30. Bachman B.J. Linkage map of Escherichia coli K-12, Ed.8 // Microbiol. Rev. 1990. V. 54. P.130-197.

31. Bachman В.J., Low K.B., Taylor L.A. Recalibrated lineage map of E. coli K-12. Bacteriol. Rev., V. 40. 116-167. 1976

32. Barbour S.D., Nagaishi H., Templin A., Clark A.J. Biochemical and genetic studies of recombination proficiency in E. coli, II Rec revertants caused by indirect suppression of Rec" mutations // Proc. Nat. Acad. Sci. USA. 1970. V. 67. P. 128-135.

33. Benson E.F., Collier S. Lloyd R.G. Evidence of abortive recombination in ruv mutants of Escherichia coli K-12 // Mol. Gen. Genet. 1991. V. 225. P. 266272.

34. Bi X., Liu L.F. recA-independent and rec^-dependent interamolecular plasmid recombination: differential homology requirement and distance effect // J. Mol. Biol. 1994. V. 235. P. 414-423.

35. Bierne H., Vilette D., Ehrlich S.D., Michel B. Isolation of a dnaE mutation which enhances RecA-independent homologous recombination in the Escherichia coli chromosome // Mol. Microbiol. 1997. V. 24. P. 1225-1234.

36. Bierne H., Vilette D., Ehrlich S.D., Michel B. Isolation of a dnaE mutation which enhances RecA-independent homologous recombination in the Escherichia coli chromosome // Mol. Microbiol. 1997. V. 24. P. 1225-1234.

37. Bonney R.J., Wienfeld H. Regulation of thymidine metabolism in E. coli K-12: optimal condition for the assay of 1,5-phosphodeoxyribomutase in ultrasonic extracts //J. Bacteriol. V. 103. P. 650-655. 1970.

38. Bridges О. B. The bar "gene" as duplication // Science. 1936. V. 83. P. 210211.

39. Buxton R. S., Hammer-Jespersen K., Hansen T. D. Insertion of bacteriophage lambda into the cfeo-operon of Escherichia coli K-12 and isolation Plaque-Jorming transducing bacteriophage //J. Bacteriol. 1978. V. 136. P. 668.

40. Cairns J., Foster P.L. Adaptive reversion of a frameshift mutation in Escherichia coli// Genetics. 1991. V. 128. P. 695-701.

41. Chaudhury A.M., Smith G.R. Escherichia coli recBC deletion mutants // J. Bacteriol. 1984. V. 160. P. 788-791.

42. Clark A.J. Recombination deficient mutants of E. coli and other bacteria // Ann. Rev. Genet. 1973. V. 7. P. 67-86.

43. Clark A.J. Toward a metabolic interpretation of genetic recombination of E. coli an its phages // Ann. Rev. Microbiol. 1971. V. 25. P. 437-464.

44. Clark A.J., Margulies A. Isolation and characterization of recombination-deficient mutants of Escherichia coli K-12 // Proc. Nat. Acad. Sci. USA. 1965. V. 53. P. 451-459.

45. Clark A.J., Sandler S.J. Homologous genetic recombination: the pieces begin to fall into place // Crit. Rev. Microbiol. 1994. V. 20. P. 125-142.

46. Copaldo-Kimball F., Barbour S.D. Involvement of recombination genes in growth and viability of Escherichia coli K-12 // J. Bacteriol. 1971. V. 106. P. 204-212.

47. Dimpfl J., Echois H. Duplication mutation as an SOS response in Escherichia coli: enhanced duplication formation by a constitutively activated RecA // Genetics. 1989. V. 123. P. 255-260.

48. Dixon D.A., Kowalczykowski S.C. Homologous pairing in vetro stimulated by the recombination hot spot, Chi // Cell. 1991. V. 66. P. 361-371.

49. Edluand Т., Normark S. Recombination between short DNA homologies causes tandem duplication. //Nature. 1981. V. 292. P. 269-271.

50. Edlund Т., Normark S. Recombination between short DNA homologous causes tandem duplication//Nature. 1981. V. 292. P. 269-271.

51. Emmerson P.T., Howard-Flanders P. Cotransduction with thy of a gene required for genetic recombination in Escherichia coli II J. Bacteriol. 1967. V. 93. P. 1729-1731.

52. Foster P.L. Adaptive mutation: The uses of adversity // Annu. Mol. Microbiol. 1993. V.47. 467-504.

53. Foster P.L., Trimarchi J.M. Adaptive reversion of a frameshift mutation in Escherichia coli by simple base deletion in homopolymeric runs // Science. 1994. V. 265. P. 407-409.

54. Foster P.L., Trimarchi J.M., Mourer R.A. Two enzymes, both of which process recombination intermediates, have opposite effects on adaptive mutation in Escherichia coli II Genetics. 1996. V. 142. P. 25-37.

55. Galitski Т., Roth J.R. Pathways for homologous recombination between chromosomal direct repeats in Salmonella typhimurium II Genetics. 1997. V. 146. P. 751-767.

56. Gallant J., Spottwood T. The recombinogenic effect of thymidilate starvation in E. coli merodiploids // Genetics. 1965. V. 52. P. 107-118.

57. Gilbert W. Starting and stopping sequences for the RNA polymerase. / RNA polymerase. 193-205. Eds. R. Losick, M. Chambirlin. Cold. Spring Harbor, N.-Y. 1976.

58. Gillen J.R., Willis D.K., Clark A.J. Genetic analysis of RecF pathway of genetic recombination in Escherichia coli K-12 I I J. Bacteriol. 1981. V. 145. P. 521-532.

59. Hammer-Jespersen K. Nucleoside catabolism // Metabolism of nucleotides, nucleosides and nucleobases in microorganisms / Ed. A. Munch-Petersen. L.: Acad. Press. 1983. P. 2003-258.

60. Hammer-Jespersen K., Munch-Petersen A. Multiple regulation of nucleoside catabolizing enzymes: regulation of the deo-operon by the cytR and deoR gene products //Mol. Gen. Genet. 1975. V. 137. P. 325.

61. Hammer-Jespersen K., Munch-Petersen A. Phosphodeoxyribomutase from E. coli. Purification and some properties // Eur. J. Biochem. V. 17. P. 397-407. 1970.

62. Hammer-Jespersen K., Munch-Petersen A., Nygaard P., Schwartz M. Induction of enzyme involved in the catabolism deoxyribonucleosines and ribonucleosides in E. coli K-12 // Eur. J. Biochem. V. 19. P. 533-538. 1971.

63. Hanada К., Ukita Т., Kohno Y. et al. DNA helicase is a suppressor of illegitimate recombination in Escherichia coli II Proc. Natl Acad. Sci. USA. 1997. V. 94. P. 3860-3865.

64. Harris R.S., Longerich S., Rosenberg S.M. Recombination in adaptive mutation// Science. 1994. V. 264. P. 258-260.

65. Harris R.S., Ross K.J., Rosenberg S.M. Opposing roles of the Holliday junction processing systems of Escherichia coli in recombination-dependent adaptive mutation // Genetics. 1996. V. 142. P. 25-37.

66. Hart M.G.R. Thymine starvation and genetic damage in E. coli II J. Gen. Microbiol. 1966. V. 45. P. 489-496.

67. Heath J.D., Weinstock G.M. Tandem duplications of the lac region of the Escherichia coli chromosome // Biochimie. 1991. V. 73. P. 343-352.

68. Hill C.W., Grafstrom R.H., Harnish B.W., Hillman B.S. Tandem duplications resulting from recombination between ribosomal RNA genes in Escherichia coli II J. Mol. Biol. 1977. V. 116. P. 407-425.

69. Hillman J.D. Mutant analysis of glyceraldehyde 3-phosphate dehydrogenase in E. coli II Bichem J. V. 179. P. 99-107.1979.

70. Horri Z.-I., Clark A.J. Genetic analysis of the RecF pathway to genetic recombination in Escherichia coli K-12: isolation and characterization of mutants // J. Mol. Biol. 1973. V. 80. P. 327-344.81. http://genolist.pasteur.fr/colibri/genome.cgi

71. Kalckar H.M. The enzymatic synthesis of purine rybosides. J. Biol. Chem. V. 167. P. 477-485. 1947.

72. Kushner S.R., Nagaishi H., Clark AJ. Indirect suppression of recB and recC mutation by exonuclease I deficiency // Proc. Nat. Acad. Sci. USA. 1972. V. 69. P. 1366-1370.

73. Kushner S.R., Nagaishi H., Templin A., Clark A.J. Genetic recombination in Escherichia coli. The role of exonuclease I // Proc. Nat. Acad. Sci. USA. 1971. V. 68. P.824-827.

74. Lin R.-J., Capage M., Hill C.W. A repetitive DNA sequence, Rhs, responsible for duplication within the Eschericia coli K-12 chromosome // J. Mol. Biol. 1984. V. 177. P. 1-18.

75. Lloyd R.G., Benson F.E., Shurvinton C.E. Effect of ruv mutation on recombination and DNA repair in Escherichia coli K-12 // Mol. Gen. Genet. 1984. V. 194. P. 303-309.

76. Lloyd R.G., Buckman C. Identification and genetic analysis of sbcC mutation in commonly used recBC sbcB strains of E. coli K-12 // J. Bacteriol. 1985. V. 164. P. 836-844.

77. Lloyd R.G., Low K.B. Homologous recombination // Escherichia coli and Salmonella typhimurium: Cellular and molecular biology / Eds Neidhardt F.C et al. Washington, DC: ASM Press, 1996. P. 2236-2255.

78. Lloyd R.G., Thomas A. On the nature of RecBC and RecF pathways of conjugal recombination in Escherichia coli // Mol. Gen. Genet. 1983. V. 190. P. 156-161.

79. Lomax M.S., Greenberg G.R. Characteristics of the deo operon: role in thymine utilization and sensitivity to deoxyribonucleosides // J. Bacteriol. V. 96. P. 501-514.1968.

80. Lombardo M.J., Rosenberg S.M. radC102 of Escherichia coli is an allele of recG И J. Bacteriol. 2000. V. 182. P. 6287-6291.

81. Lovett S.T., Drapkin P.T., Sutera V.A., Jr., Glickman-Peskind T.J. A sister-strand exchange mechanism for rec^-independent deletion of repeated DNA sequences in Escherichia coli II Genetics. 1993. V. 135. P. 631-642.

82. Lovett S.T., Drapkin P.T., Sutera V.A.J., Gluckman-Peskind T.J. A sister-strand exchange mechanism for rec^-independent deletion of repeated DNA sequences in Escherichia coli II Genetics. 1993. V. 135. P. 631-642.

83. Lovett S.T., Kolodner R.D. Identification and purification of a single-strand-DNA-specific exonuclease encoded by the recJ gene of Escherichia coli H Proc. Natl Acad. Sci. USA. 1989. V. 86. P. 2673-2631.

84. Mahajan S.K. Pathways of homologous recombination in Escherichia coli II Genetic recombination / Eds. R. Kuchelapati, G.R. Smith, Washington, D.C.: Amer. Soc. Microbiol., 1988. P. 87-140.

85. Mahajan S.K., Datta A.R. Mechanisms of recombination by the RecBC and RecF pathway following conjugation in Escherichia coli K-12 // Mol. Gen. Genet. 1979. V. 169. P. 67-78.

86. Markert C.L., Shaklee J.B., Whitt G.S. Evolution of gene // Science. 1975. V. 1989. P. 102-114.

87. Masters M., Newman B.J., Henry C.M. Reduction of markers discrimination in transductional recombination//Mol. Gen. Genet. 1984. V. 196. P. 85-90.

88. Mishel В., Ehrlich S.D., Uzest M. DNA double-strand breaks caused by replication arrest // EMBO J. 1997. V. 16. P. 430-438.

89. Mishel В., Flores M.J., Viguera E. et al. Rescue of arrested replication forks by homologous recombination // Proc. Natl Acad. USA. 2001. V. 98. №15. P. 8181-8188.

90. Munch-Petersen A. On the catabolism of deoxyribonucleosindes in sells and sells extracts of E. coli II Eur. J. Biochem. V. 15. P. 191-201.1968.

91. Nakayama K., Irino N., Nakayama H. The recQ gene of Escherichia coli K-12: molecular cloning and isolation of insertion mutations // Mol. Gen. Genet. 1985. V. 200. P. 266-271.

92. Nakayama K., Kusano K., Irino N., Nakayama H. Thymine starvation induced structural changes in E. coli DNA // J. Mol. Biol. 1994. V. 243. P. 611-620.

93. Okada Т., Torii H., Kuno S. Relationship between the site of genetic block in thymineless mutants and the enzyme activity in deoxyribonucleoside catabolism in E. coli II Jap. J. Genet. V. 44. P. 193-205.1969.

94. Razzell W.E., Khorana H.G. Purification and properties of a pyrimidine deoxyriboside phosphorilase from E. coli II Biochim. Biophys. Acta, V.28. P. 562-571. 1958.

95. Rosenberg S.M., Longerich S., Gee P., Harris R.S. Adaptive mutation by deletions in small mononucleotide repeats // Science. 1994. V. 265. P.405-407.

96. Sanger F., Nicklen S., Coulson A.R. DNA sequencing with chain-terminating inhibitors // 1977. Proc. Natl. Acad. Sci. USA. V. 74. P. 5463-5468.

97. Saveson C.J., Lovet S.T. Tandem repeat recombination induced by replication fork defects in Escherichia coli requires a novel factor, RadC // Genetics. 1999. V. 152. P. 5-13.

98. Savison C.J., Lovett S.T. Enchanced deletion formation by aberrant DNA replication in Escherichia coli II Genetics. 1997. V. 146. P. 457-470.

99. Seigneur M., Bidnenko V., Ehrlich S.D., Mishel B. RuvAB acts at arrested replication forks // Cell. 1998. V. 95 P. 419-430.

100. Sharpies G.J., Ingleston S.M., Lloyd R.G. Holliday junction processing in bacteria: Insights from the evolutionary conservation of RuvABC, RecG and RusA//J. Bacteriol. 1999. V. 181. P. 5543-5550.

101. Shinagava H., Makino K., Amemura M. et al. Structure and regulation of the Escherichia coli ruv operon involved in DNA repair and recombination // J. Bacteriol. 1988. V. 170. P.4322-4329.

102. Shyamala V., Schneider E., Ames G.F. Tandem chromosomal duplications: role of REP sequences in the recombination event at the join-point // EMBO J. 1990. V. 9. P. 939-946.

103. Smith G.R. Homologous recombination in procaryotes // Microbiol. Rev. 1988. V. 52. P. 1-28.

104. Sturtevant A. H. The effects of unequal crossing over at the bar locus in Drosophila//Genetics. 1925. V. 10. P. 117-147.

105. Sukhodolets V. V. Organisation and evolution of the bacterial genome // Microbiol. Sci. 1988. V. 5. P. 202-206.

106. Sukhodolets V.V. Organization and evolution of the bacterial genome // Microbiol. Sci. 1988. V. 5. P. 202-206.

107. Switzer R.L. . Regulation and mechanism phosphoribosyl-pyrophosphate synthetase. II. Exchange reactions catalyzed by the enzyme // J. Biol. Chem. V. 245. P. 283-295. 1970.

108. Switzer R.L. Regulation and mechanism phosphoribosyl-pyrophosphate synthetase. I. Purification and properties enzyme from Salmonella typhimurium II J. Biol. Chem. V. 244. P. 2854-2863. 1969.

109. Tartof K.D. Unequal crossing over then and now // Genetics. 1988. V. 120. P. 1-6.

110. Tlsty Т. E., Albertini A. M., Miller J. H. Gene amplification on the lac region oiE. coli II Cell. 1984. V. 37. P. 217-224.

111. Walsch J. B. Sequence dependent gene fast enough to escape conversion? // Genetics. 1987. V. 117. P. 543-557.

112. Whoriskey S. K., Nghiem V.-H., Leong Ph.-M. et al. Genetic rearrangements and gene amplification in Escherichia coli: DNA sequences at the junctures ofamplified gene fusions // Genes and development (Cold Spring Harbor Lab.). 1987. V. l.P. 227-237.

113. Whoriskey S.K., Nghiem V.-H., Leong Ph.-M. et al. Genetic rearrangement and gene amplification in Escherichia coli: DNA sequences at the junctures of amplified gene fusions // Genes and Development. 1978. V. l.P. 227-237.

114. Zavilgelsky G.B., et al., Action of 1,1-dimethylhydrazine on bacterial cells is determined byhydrogen peroxide, Mutat. Res.: Genet. Toxicol. Environ. Mutagen. (2007), doi: 10.1016/j.mrgentox.2007.07.012

115. Zeig J., Maples V.F., Kushner S.R. Recombination levels of Escherichia coli K-12 mutants deficient in various replication, recombination, or repair genes //J. Bacteriol. 1978. V. 134. P. 958-966.

116. Zupancic T.J., Marvo S.L., Chung J.H. et al. RecA-independent recombination between direct repeats of IS50 // Cell. 1983. V. 33. P. 629-637.

117. В заключении считаю своим долком принести глубокую благодарность моему научному руководителю доктору биологических наук, профессору

118. Виталию Влидимировичу Суходольцу|, а также моему научному консультанту кандидату биологических наук Илье Влидимировичу Манухову за научное и практическое руководство работой.

119. Выражаю благодарность Г.Б. Завильгельскому, В.Ю. Котовой за прдоставленные плазмиды и за консультации, обсуждение результатов и ценные практические рекомендации при выполнении практической части .