Genomika asoslari

4-rasm. Sitozin, 5-metilsitozin va timinning tuzilishi. Timin 5-metilsitozinni deaminirlanishi natijasida paydo bo’lishi mumkin
Azotli asoslarning kimyoviy modifikatsiyalari. DNK tarkibidagi azotli asoslar kovalent ravishda o’zgartirilishi mumkin, bu gen ekspressiyasini boshqarishda qo’llaniladi. Masalan, umurtqali hayvonlar hujayralarida sitozin metillanishi natijasida 5-metiltsitozin hosil bo’lishi somatik hujayralar tomonidan gen ekspressiyasini qiz hujayralariga yetkazish uchun ishlatiladi. Sitozin metillanishi DNK juft spiralidagi asoslarning juftlanishiga ta’sir qilmaydi. Umurtqali hayvonlarda somatik hujayralaridagi DNK metillanishi CG ketma-ketligidagi sitozin metillanishi bilan cheklanadi. O’rtacha metillanish darajasi turli xil organizmlarda farq qiladi, masalan, Caenorhabditis elegans nematodasida sitozin metillanishi kuzatilmaydi va yuqori metillanish darajasi umurtqali hayvonlarda uchraydi- 1% gacha. Asoslar boshqa modifikasiyalari bakteriyalarda adenin metillanishi jarayoni va kinetoplastlarda “J-asoslarning” glikozillirlanishi uchraydi.
Genning promotor qismida 5-metilsitozin hosil bo’lishi bilan sitozinni metillashtirish uning faol bo’lmagan holati bilan o’zaro bog’liq. Sitozin metillanishi sut emizuvchilarda X-xromosomaning inaktivasiyasi uchun muximdir. DNK metillanishi genom impritingida ishlatiladi. Kanserogenez jarayonida DNK metillanish profili buziladi. Biologik roliga qaramasdan, 5-metilsitozin spontan ravishda amin guruhini yo’qotish va timinga aylanish xususiyatiga ega, shuning uchun metillangan sitozinlar yuqori sondagi mutatsiyalar hosil bo’lishi manbai hisoblanadi (4-rasm).
DNKning shikastlanishi. DNKga turli xil mutagenlar zarar yetkazishi mumkin, ular tarkibiga oksidlovchi va alkillovchi moddalar, shuningdek yuqori energiyali elektromagnit nurlanish – ultrabinafsha va rentgen nurlari kiradi. DNK zararlanish turi mutagen turiga bog’liq. Masalan, ultrabinafsha nurlari DNKga zarar yetkazadi, ular tarkibidagi timin dimerlarini hosil qiladi, ular qo’shni asoslar o’rtasida kovalent bog’lanish hosil bo’lishidan paydo bo’ladi.
Erkin radikallar yoki vodorod peroksid kabi oksidlovchilar DNKning bir necha turdagi zararlanishiga olib keladi, shu jumladan asoslarda modifikatsiyalar, xususan, guanozin va ikki zanjirli DNK sinishiga sababchi bo’lishi mumkin. Ba’zi hisob-kitoblarga ko’ra, har bir inson hujayrasi kuniga 500 ga yaqin asos oksidlovchi birikmalar tomonidan zarar ko’radi. Zararlarning har xil turlari orasida eng xavflisi qo’sh zanjirda hosil bo’ladigan uzilishlardir, chunki ularni tiklash qiyin va xromosoma mintaqalarining yo’qolishiga - o’chirilishiga va translokatsiyaga olib kelishi mumkin.
Ko’p mutagen molekulalar ikkita qo’shni zanjir jufti orasiga kiritiladi, yani interkallash ro’y beradi. Bunday birikmalarning ko’pchiligi: masalan, etidiy bromid, daunorubicin, doksorubicin, talidomid aromatik tuzilmaga egadir. Interkallovchi birikma asoslar o’rtasiga kirishi uchun qo’sh spiral bir-biridan uzoqlashishi, ochilishi va struktura buzilishi kerak bo’ladi. Qosh spiralda vujudga kelgan bunday o’zgarishlar transkripsiya va replikasiya jarayonining o’tishiga xalaqit beradi, mutatsiyalar hosil qiladi. Shuning uchun interkallaydigan birikmalar ko’pincha kanserogen hisoblanadi, ular orasida – benzopiren, akridin, aflotoksin, etidiy bromid eng xavflisi hisoblanadi. Lekin bu xususiyatlariga qaramasdan, interkallaydigan birikmalar, onkologik kasalliklarni davolashda o’sma hujayralarining o’sish jarayonini to’xtatishda qo’llaniladi. Ayrim moddalar - cisplatin, mitimisin, psoralen DNK zanjirlari o’rtasida ko’ndalang tikishlar hosil qila oladi va DNK sintezini bostirish xususiyatiga ega, shuning uchun o’sma kasalliklarining ayrim turlarini davolashda qo’llaniladi.