Проверка на генотоксичность

У кишечной палочки (Escherichia coli) SOS-репарацию могут вызвать различные повреждающие ДНК агенты, как, например, описанные выше антибиотики. Используя преимущество активации лактозного оперона (ответственного за выработку бета-галоксидазы, фермента, расщепляющего лактозу) под контролем SOS-связанного белка, можно провести простой колометрический анализ. В бактериальную клетку вводится аналог лактозы, который потом разлагается бета-галаксидазой, в результате чего образуется окрашенное соединение, количество которого можно измерить при помощи спектрофотомерии. Степень окрашенности является косвенным признаком количества выделенной бета-галаксидазы, а она, в свою очередь, напрямую связана со степенью повреждённости ДНК.

У E. coli обнаружено достаточно много мутаций, в числе которых есть несколько мутаций, например, мутация гена uvrA, устраняющая неспособность штамма проводить полномасштабное удаление повреждённых фрагментов, что усиливает ответ на некоторые ДНК-повреждающие агенты, а также мутация гена rfa, которая развивается у бактерий с недостатком липополисахаридов, улучшающая диффузию этих веществ в клетку и запуская при этом SOS-ответ.

В основе радиорезистентности бактерий лежат разнообразные внутриклеточные процессы, участвующие в репарации поврежденной ДНК. Большую ценность для исследования этих процессов представляет наличие хорошо охарактеризованных мутантных штаммов, радиационная чувствительность которых варьирует в чрезвычайно широких пределах.

При помощи генетических скрещиваний были получены двойные и тройные мутанты дрожжей, у которых репаративная активность полностью отсутствует. Сравнительное исследование штамма дикого типа и сверхчувствительных двойных и тройных мутантов S. сеrevisiae показало, что если нормальный штамм довольно легко переносит образование в ДНК почти 16 000 димеров (37% выживания), то двойные и тройные мутанты остаются резистентными в присутствии не более 50 и 1 димера соответственно. Пониженная резистентность таких двойных и тройных мутантов служит убедительным свидетельством в пользу существования различных путей репарации радиационных повреждений.

В зависимости от того, участвует ли видимый свет в модификации повреждений ДНК, репарацию можно подразделить на световую и темновую. Конкретно под световой репарацией понимается феномен фотореактивации, впервые описанный у актиномицетов. Механизм фотореактивации действует только на пиримидиновые димеры. В этом процессе участвует фермент фотореактивации, который связывается с димерами. Образующийся фермент-субстратный комплекс активируется видимым светом, что приводит к мономеризации димеров in situ. Таким образом, летальный эффект УФ-облучения существенно снижается, если облученные клетки подвергаются затем воздействию видимого света с длинами волн от 360 до 420 нм