ИСТИНА

Структура области ядерных рибосомных генов у грибов позволяет выбирать анализируемый участок ДНК в зависимости от таксономического уровня объекта исследования. Это обеспечено сочетанием консервативной нуклеотидной последовательности генов рРНК, кодирующих основные структурные единицы рибосом – белоксинтезирующих «фабрик» живой клетки, и достаточно вариабельных межгенных участков – ITS- и IGS-спейсеров, для регуляторной функции которых наиболее важны особенности вторичной структуры ДНК. Для изучения стадиеспецифичного полиморфизма возбудителя стеблевой ржавчины злаков Puccinia graminis наиболее подходящими оказались IGS-спейсеры – межгенные участки между повторами рибосомных генов. Этот модельный объект отличается сменой растений-хозяев в жизненном цикле, разобщающей во времени и пространстве плазмо- и кариогамию, и длительной (до нескольких лет) дикариотичной стадией на злаках, развивающейся летом и периодически зимующей в природных ценозах. Ранее нами был показан стадиеспецифичный полиморфизм IGS-1-спектров P. graminis, наблюдавшийся как в агро- и биоценозах, так и при искусственном заражении культурных и диких злаков. Например, в образцах с барбариса отмечался преимущественно один мажорный PCR-продукт (1360 п.о.), а при амплификации спор с растений ржи – два (1360 и 725 п.о.). В урединиальных образцах со злаков из агро- и биоценозов амплифицировались и достаточно характерные минорные фракции, а при искусственном заражении такие миноры в основном отсутствовали. С чем может быть связан такой стадиеспецифичный полиморфизм P. graminis? Из-за кассетного принципа организации рибосомных повторов блоки рДНК часто вовлекаются в гетерологичный синапсис и рекомбинацию. Эктопическая рекомбинация происходит между повторяющимися последовательностями ДНК, в изобилии представленными в геноме, особенно у эукариот. Согласованная (concerted) эволюция рибосомных генов идет за счет механизма генной конверсии, с одной стороны, поддерживающей генетической однородности повторов, а с другой, - распространяющей при определенных условиях мутации и обеспечивающей согласованную дивергенцию этих повторов. Особенности структурной организации этого участка области рибосомных генов очень важны для регуляции всего метаболизма клетки. На этих участках генома грибов инициируется и терминируется согласованная транскрипция генов с помощью полимераз трех классов (Pol I, Pol II и Pol III), здесь же находится точка начала репликации ДНК, сайт коньюгации хроматид при митозе, последовательность, контролирующая количество копий повторов рДНК, и участки связывания факторов ремоделирования хроматина. У дрожжей выщепление и накопление кольцевых внехромосомных копий рибосомных повторов в результате репликации и митотической рекомбинации ведет к старению клеток. На данный момент выявленную запрограммированную нестабильность генома в онтогенезе P. graminis можно объяснить за счет: 1.рекомбинации и выщепления внехромосомных копий; 2.рекомбинации и образования шпилек по палиндромам на той же хромосоме; 3.разноядерности и преимущественного размножения ядер одного из типов. Необходимы дальнейшие исследования молекулярной структуры и функций этой области генома гриба, столь важной в регуляторном отношении.