Топоизомераза II — ее роль в конформационных изменениях суперспиральной ядерной ДНК лимфоцитов после γ-облучения
Исследовано действие ингибиторов топоизомеразной ферментативной системы (новобиоцина, налидиксовой кислоты) на восстановление нарушенной облучением (8 Гр) суперспиральной структуры ядерной ДНК лимфоцитов крысы. Полученные данные свидетельствуют об участии топоизомеразы II в возникновении повторной...
Gespeichert in:
| Veröffentlicht in: | Биополимеры и клетка |
|---|---|
| Datum: | 1985 |
| Hauptverfasser: | , , |
| Format: | Artikel |
| Sprache: | Russian |
| Veröffentlicht: |
Інститут молекулярної біології і генетики НАН України
1985
|
| Schlagworte: | |
| Online Zugang: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/152289 |
| Tags: |
Tag hinzufügen
Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
|
| Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Zitieren: | Топоизомераза II — ее роль в конформационных изменениях суперспиральной ядерной ДНК лимфоцитов после γ-облучения / В.И. Ващенко, Л.В. Щедрина, В.Е. Комар // Биополимеры и клетка. — 1985. — Т. 1, № 4. — С. 203-207. — Бібліогр.: 12 назв. — рос. |
Institution
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| id |
nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-152289 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| spelling |
Ващенко, В.И. Щедрина, Л.В. Комар, В.Е. 2019-06-09T15:30:59Z 2019-06-09T15:30:59Z 1985 Топоизомераза II — ее роль в конформационных изменениях суперспиральной ядерной ДНК лимфоцитов после γ-облучения / В.И. Ващенко, Л.В. Щедрина, В.Е. Комар // Биополимеры и клетка. — 1985. — Т. 1, № 4. — С. 203-207. — Бібліогр.: 12 назв. — рос. 0233-7657 DOI:http://dx.doi.org/10.7124/bc.000183 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/152289 57.043+539.16:547.963.32 Исследовано действие ингибиторов топоизомеразной ферментативной системы (новобиоцина, налидиксовой кислоты) на восстановление нарушенной облучением (8 Гр) суперспиральной структуры ядерной ДНК лимфоцитов крысы. Полученные данные свидетельствуют об участии топоизомеразы II в возникновении повторной релаксации суперспиральных доменов ядерной ДНК. Предложена схема участия данного фермента в составе нуклеоидов при взаимодействии их с повреждающими агентами. С помощью БНД-целлюлозной хроматографии установлено наличие репаративного синтеза в лимфоцитах человека после облучения (20 Гр) их in vitro. Досліджено дію інгібіторів топоізомеразної ферментативної системи (новобіоцину, налідиксової кислоти) на відновлення порушеної опроміненням (8 Гр) суперспіральної структури ядерної ДНК лімфоцитів щурів. Отримані дані свідчать про участь топоізомерази II у виникненні повторної релаксації суперспіральних доменів ядерної ДНК. Запропоновано схему участі даного ферменту у складі нуклеоїдів при взаємодії їх з пошкоджувальними агентами. За допомогою БНД-целюлозної хроматографії встановлено наявність репаративного синтезу в лімфоцитах людини після опромінення (20 Гр) їх in vitro. Inhibitors of DNA topoisomerase system (novobiocin, nalidixic acid) are studied for their effect on the repair of superhelical DNA structure damaged by ionizing radiation (8 Gy) in rat lymphocytes. The data obtained show that the topoisomerase II participates in the appearance of the second relaxation of superhelical domains in nuclear DNA after irradiation. The scheme is suggested concerning the participation of this enzyme in the structure of nucleoids in their interaction with chemical and physical agents. BND-cellulose chromatography reveals the presence of repair synthesis in human lymphocytes after their γ-irradiation (20 Gy) in vitro. ru Інститут молекулярної біології і генетики НАН України Биополимеры и клетка Клеточная биология Топоизомераза II — ее роль в конформационных изменениях суперспиральной ядерной ДНК лимфоцитов после γ-облучения Топоізомераза ІІ – її роль у конформаційних змінах суперспіральної ядерної ДНК лімфоцитів після γ-опромінення Topoisomerase II. Its role in conformation changes in superhelical nuclear DNA of lymphocytes after γ-irradiation Article published earlier |
| institution |
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| collection |
DSpace DC |
| title |
Топоизомераза II — ее роль в конформационных изменениях суперспиральной ядерной ДНК лимфоцитов после γ-облучения |
| spellingShingle |
Топоизомераза II — ее роль в конформационных изменениях суперспиральной ядерной ДНК лимфоцитов после γ-облучения Ващенко, В.И. Щедрина, Л.В. Комар, В.Е. Клеточная биология |
| title_short |
Топоизомераза II — ее роль в конформационных изменениях суперспиральной ядерной ДНК лимфоцитов после γ-облучения |
| title_full |
Топоизомераза II — ее роль в конформационных изменениях суперспиральной ядерной ДНК лимфоцитов после γ-облучения |
| title_fullStr |
Топоизомераза II — ее роль в конформационных изменениях суперспиральной ядерной ДНК лимфоцитов после γ-облучения |
| title_full_unstemmed |
Топоизомераза II — ее роль в конформационных изменениях суперспиральной ядерной ДНК лимфоцитов после γ-облучения |
| title_sort |
топоизомераза ii — ее роль в конформационных изменениях суперспиральной ядерной днк лимфоцитов после γ-облучения |
| author |
Ващенко, В.И. Щедрина, Л.В. Комар, В.Е. |
| author_facet |
Ващенко, В.И. Щедрина, Л.В. Комар, В.Е. |
| topic |
Клеточная биология |
| topic_facet |
Клеточная биология |
| publishDate |
1985 |
| language |
Russian |
| container_title |
Биополимеры и клетка |
| publisher |
Інститут молекулярної біології і генетики НАН України |
| format |
Article |
| title_alt |
Топоізомераза ІІ – її роль у конформаційних змінах суперспіральної ядерної ДНК лімфоцитів після γ-опромінення Topoisomerase II. Its role in conformation changes in superhelical nuclear DNA of lymphocytes after γ-irradiation |
| description |
Исследовано действие ингибиторов топоизомеразной ферментативной системы (новобиоцина, налидиксовой кислоты) на восстановление нарушенной облучением (8 Гр) суперспиральной структуры ядерной ДНК лимфоцитов крысы.
Полученные данные свидетельствуют об участии топоизомеразы II в возникновении повторной релаксации суперспиральных доменов ядерной ДНК. Предложена схема участия данного фермента в составе нуклеоидов при взаимодействии их с повреждающими агентами.
С помощью БНД-целлюлозной хроматографии установлено наличие репаративного синтеза в лимфоцитах человека после облучения (20 Гр) их in vitro.
Досліджено дію інгібіторів топоізомеразної ферментативної системи (новобіоцину, налідиксової кислоти) на відновлення порушеної опроміненням (8 Гр) суперспіральної структури ядерної ДНК лімфоцитів щурів. Отримані дані свідчать про участь топоізомерази II у виникненні повторної релаксації суперспіральних доменів ядерної ДНК. Запропоновано схему участі даного ферменту у складі нуклеоїдів при взаємодії їх з пошкоджувальними агентами. За допомогою БНД-целюлозної хроматографії встановлено наявність репаративного синтезу в лімфоцитах людини після опромінення (20 Гр) їх in vitro.
Inhibitors of DNA topoisomerase system (novobiocin, nalidixic acid) are studied for their effect on the repair of superhelical DNA structure damaged by ionizing radiation (8 Gy) in rat lymphocytes. The data obtained show that the topoisomerase II participates in the appearance of the second relaxation of superhelical domains in nuclear DNA after irradiation. The scheme is suggested concerning the participation of this enzyme in the structure of nucleoids in their interaction with chemical and physical agents. BND-cellulose chromatography reveals the presence of repair synthesis in human lymphocytes after their γ-irradiation (20 Gy) in vitro.
|
| issn |
0233-7657 |
| url |
https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/152289 |
| citation_txt |
Топоизомераза II — ее роль в конформационных изменениях суперспиральной ядерной ДНК лимфоцитов после γ-облучения / В.И. Ващенко, Л.В. Щедрина, В.Е. Комар // Биополимеры и клетка. — 1985. — Т. 1, № 4. — С. 203-207. — Бібліогр.: 12 назв. — рос. |
| work_keys_str_mv |
AT vaŝenkovi topoizomerazaiieerolʹvkonformacionnyhizmeneniâhsuperspiralʹnoiâdernoidnklimfocitovposleγoblučeniâ AT ŝedrinalv topoizomerazaiieerolʹvkonformacionnyhizmeneniâhsuperspiralʹnoiâdernoidnklimfocitovposleγoblučeniâ AT komarve topoizomerazaiieerolʹvkonformacionnyhizmeneniâhsuperspiralʹnoiâdernoidnklimfocitovposleγoblučeniâ AT vaŝenkovi topoízomerazaíííírolʹukonformacíinihzmínahsuperspíralʹnoíâdernoídnklímfocitívpíslâγopromínennâ AT ŝedrinalv topoízomerazaíííírolʹukonformacíinihzmínahsuperspíralʹnoíâdernoídnklímfocitívpíslâγopromínennâ AT komarve topoízomerazaíííírolʹukonformacíinihzmínahsuperspíralʹnoíâdernoídnklímfocitívpíslâγopromínennâ AT vaŝenkovi topoisomeraseiiitsroleinconformationchangesinsuperhelicalnucleardnaoflymphocytesafterγirradiation AT ŝedrinalv topoisomeraseiiitsroleinconformationchangesinsuperhelicalnucleardnaoflymphocytesafterγirradiation AT komarve topoisomeraseiiitsroleinconformationchangesinsuperhelicalnucleardnaoflymphocytesafterγirradiation |
| first_indexed |
2025-11-25T21:04:12Z |
| last_indexed |
2025-11-25T21:04:12Z |
| _version_ |
1850545874959073280 |
| fulltext |
8. Исследование влияния ингибиторов транскрипции и трансляции на репарацию и
деградацию Д Н К в облученных тимоцитах / Б. П. Иванник, Р. В. Голубева,
С. Я. Проскуряков, Н. И. Рябченко.—Там же, 1976, 16, № 5, с. 483—486.
9 Saunders J. Ψ., Fallon J. F. Cell death in m o r p h o g e n e s i s I n : Major problems in
developmental b i o l o g y / E d . M. Locke, N. Y. : Acad. Press, 1967, p. 289—314.
10 Weber R. Biochemical characteristics of tail atrophy during anuran metamorphosis.—
Colloq. int. CNRS, 1977, 266, N 1, p. 137—146.
11. Beckingham-Smith K-, Tata / . R. Cell death. Are new proteins synthesized during
hormone-induced tadpole tail regression? — Exp. Cell Res., 1976, 100, N 1, p. 129—
146.
12. Bell P. Α., Borthwick N. M. Regulation of transcription in rat thymus by glucocor-
ticoids.—J. Steroid Biochem., 1979, 11, N IB, p. 381—387.
13. Voris B. P., Nicholson M. L., Young D. A. Development of resistance to glucocorti-
coid hormones during rat thymus cell differentiation: Proteins associated with emer-
gence of the resistant s tate .—Cancer Res., 1983, 43, N 3, p. 1236—1243.
14 Voris B. P., Young D. A. Glucocorticoid-induced proteins in rat thymus cells.—
J. Biol. Chem., 1981, 265, N 21, p. і 1319—11329.
15. Reeves R., Cserjesi P. Sodium butyrate induces new gene expression in Friend eryth-
roleukemic cells.— Ibid., 1979, 254, N 10, p. 4283—4290.
16. Zhivotousky B. D., Seiliev Α. Α., Hanson Κ. Ρ· Effect of gammairradiat ion on DNA-
dependent RNA polymerase activity in rat thymus cells.— Int. J. Radiat. Biol., 1982,
42, N 2, p. 199—204.
17. Radiation and mutagen inducible mammalian genes / P. Herrlich, H. J. Rahmsdorf,
U. Mallik et al.—Biochimie, 1982, 64, N 3, p. 707—708.
18. A B-lymphocyte-specific high-turnover protein: Constitutive expression in resting В
cells and induction of synthesis in proliferating cells / H. J. Rahmsdorf, U. Mallick,
H. Ponta, P. Herlich — Cell, 1982, 29, N 2, p. 459—468.
19. Pantazis ΡErickson L. C., Kohn K· W. Preservation of DNA intergrity in human
and mouse leukemic cells induced to terminally differentiate by chemical agents.—
Develop. Biol., 1981, 86, N 1, p. 55—60.
20. Worgul В. V., Merriam G. R., Jr. The lens epithelium and radiation cataracts.—
Radiat. Res., 1980, 84, N 1, p. 115—121.
ЦНИ рентгено-радиологич. ин-т МЗ СССР, Получено 13.08.84
Ленинград
УДК 57.043+539.16:547.963.32
ТОПОИЗОМЕРАЗА II — ЕЕ РОЛЬ В КОНФОРМАЦИОННЫХ
ИЗМЕНЕНИЯХ СУПЕРСПИРАЛЬНОЙ ЯДЕРНОЙ ДНК
ЛИМФОЦИТОВ ПОСЛЕ γ-ОБЛУЧЕНИЯ
В. И. Ващенко, Л. В. Щедрина, В. Е. Комар
Введение. В настоящее время установлено, что ядерная Д Н К клеток
высших организмов находится в суперспирализованном состоянии. В на-
ших работах [1, 2] и исследованиях других авторов [3] показано, что
конформационные изменения в суперспиральной ядерной ДНК, вызван-
ные облучением, эффективно репарируются. Процесс репарации имеет
сложный характер. Первоначальная фаза полного или частичного вос-
становления седиментационных свойств нуклеоида сменяется их повтор-
ным нарушением (вторая фаза релаксации), за которой следует пол-
ное восстановление седиментации до контрольного уровня. Такой вол-
новой характер восстановления, по-видимому, связан с процессами
эксцизионной репарации. На первом этапе идет быстрая застройка
однонитевых разрывов в ДНК, что приводит к восстановлению нук-
леоида — его седиментация приближается к контрольной. Вторая фа-
за — результат выщепления γ-модифицированных оснований, сопрово-
ждающаяся появлением вторичных разрывов в Д Н К и релаксации ее
суперспирализованных доменов. Репарация этих вторичных разрывов
приводит к полному восстановлению седиментационных свойств нукле-
оида лимфоидных клеток.
В настоящей работе сделана попытка определить степень участия
топоизомеразной ферментной системы в процессах пострадиационных
изменений конформации суперспиральной Д Н К лимфоцитов.
1*06 БИОПОЛИМЕРЫ И КЛЕТКА, 1985, т. 1, № 4
Материалы и методы. Лимфоциты периферической крови крыс выделяли в гра-
диенте плотности фиколл-верографина. Суспензию лимфоцитов облучали (0,8 Гр/мин)
на установке «Луч-1» (60Со). Инкубацию клеток (1·106 клеток в 1 мл) осуществляли
в среде 199 с 10 % изологичной сыворотки, полученной от 3—4 животных. Перед об-
лучением в инкубационную среду в разных вариантах опытов последовательно вносили
новобиоцин (2 мг/мл), налидиксовую кислоту (6 мг/мл), новобиоцин+налидиксовую
кислоту (2 мг /мл+6 мг/мл), рифампицин (5 мг/мл). Через определенные интервалы
времени инкубации лимфоциты осаждали, трижды промывали холодным физиологиче-
ским раствором, после чего лизировали на поверхности линейных градиентов сахарозы
(15—30 %), содержавших компоненты в концентрациях: 1,95 Μ NaCl, 0,001 Μ ЭДТА,
0,01 Μ трис-HCl (ρΗ 8,0). Центрифугирование проводили в течение 30 мин при 10 °С и
37 000 об./мин в роторе SW-60 центрифуги L5-75 («Весктап», США) [2].
Кроме того, в одной из серий экспериментов нами был исследован репаративный
синтез Д Н К в лимфоцитах человека (в стадии G0) методом фракционирования Д Н К
на бензоил-нафтоилированной ДЭАЕ-целлюлозе (БНД-целлюлозе) после дозы облуче-
ния 20 Гр. Выделенные в градиенте фиколл-верографина лимфоциты суспендировали в
среде 199 (1—2-107 клеток в 1 мл) и облучали на установке «Луч-1» (0,97 Гр/мин,
0 °С). Перед облучением клетки инкубировали с 3Н-тимидином (370 кБк/мл) при 37 °С;
до внесения изотопа в среду добавляли оксимочевину (10 мМ) для подавления полу-
консервативной репликации. После завершения пострадиационной инкубации (через 10,
30, 60 мин соответственно) лимфоциты осаждали центрифугированием и дважды про-
мывали холодным 0,01 Μ Na-фосфатным буферным раствором (0,14 Μ NaCl, 0,003 Μ.
КС1, ρΗ 7,4) (PBS) , затем один раз SSC-буферным раствором (0,15 Μ NaCl, 0,015 Μ
цитрата натрия, ρΗ 7,0), после чего лизировали DS-Na. Лизат подвергали трехкратно-
му замораживанию и оттаиванию, обрабатывали РНКазой, проназой, затем Д Н К ли-
затов фрагментировали механически до определенных размеров (величину фрагментов
Д Н К определяли при помощи электрофореза в агарозном геле, в качестве стандарта
использовали рестрикты с известной молекулярной массой). После этого осуществляли
хроматографию на БНД-целлюлозе, причем пик радиоактивности, элюируемый 1 Μ NaCl,
соответствовал нативной двуспиральной ДНК, а элюируемый формамидом — денату-
рированной и двунитевой ДНК, содержащей однонитевые участки. Критерием уровня
репаративного синтеза служило увеличение включения 3Н-тимидина, регистрируемое в
1 Μ NaCl-элюате облученных клеток по сравнению с контрольными.
Результаты и обсуждение. В последнее десятилетие некоторыми
исследователями показано, что релаксацию суперспиральной Д Н К мо-
жет осуществлять система топоизомераз [4]. Оказалось, что топоизо-
меразы типа II не только релаксируют ДНК, но и способны создавать
дополнительные супервитки. При помощи ингибиторов топоизомераз II
(новобиоцина, коумермицина А, налидиксовой и оксолиновой кислот)
удалось выявить их роль во многих процессах функционирования клет-
ки. Исходя из этих данных, мы предположили, что в сложной пост-
радиационной кинетике эксцизионной репарации принимают участие
топоизомеразы. В первой серии опытов в качестве ингибитора топоизо-
меразы II использовали новобиоцин. Результаты экспериментов пред-
ставлены на рис. 1, кривая а. Видно, что присутствующий в инкуба-
ционной среде антибиотик значительно модифицирует (о степени мо-
дификации судили по относительной седиментации нуклеоида — Sedi-
mentation relativity, Sr, которая численно равна отношению седимен-
тации нуклеоида облученных лимфоцитов к седиментации нуклеоида
контрольных клеток) пострадиационный процесс восстановления нук-
леоида лимфоцитов. Во-первых, полностью подавляется вторая фаза
релаксации суперспиральных доменов; во-вторых, появляется феномен
«перерепарации», т. е. увеличение подвижности нуклеоида выше кон-
трольных значений. Это явление впервые было показано на фибро-
бластах человека при инкубации их с новобиоцином без облучения [5].
Во второй серии опытов мы использовали еще один ингибитор то-
поизомеразы II — налидиксовую кислоту как раздельно, так и совмест-
но с новобиоцином. Результаты этих экспериментов представлены на
рис. 1, кривые б и β. Здесь так же, как и в предыдущих опытах, можно
выделить два эффекта: подавление второй волны релаксации и феномен
1*06 БИОПОЛИМЕРЫ И КЛЕТКА, 1985, т. 1, № 4
«перерепарации». Однако имеются и отличия. Налвдиксовая кислота
малоэффективна для проявления «перерепарации», но при совместном
использовании с новобиоцином усиливает его эффект по сравнению с
простым суммированием при раздельном внесении указанных антибио-
тиков. Таким образом, характер модификации дает основание сделать
вывод об участии топоизомеразы II на втором этапе эксцизионной ре-
парации. Подобный вывод сделан также в работе Маттерна [6], в
которой использовали облучение как УФ-светом, так и рентгеновскими
лучами. Следует отметить, что ингибиторы-антибиотики не обладают
Рис. 1. Изменение седиментации нуклеоида лимфоцитов после γ-облучения (8 Гр) в
присутствии антибиотиков: а — новобиоцина; б — налидиксовой кислоты; в — новобио-
цина+налидиксовой кислоты; г — без антибиотиков. Sr— относительная подвижность
нуклеоида.
Fig. 1. Changes in sedimentation of lymphocyte nucleoid after y-irradiation (8 Gy) in
the presence of antibiotics.
Рис. 2. Изменение седиментации нуклеоида лимфоцитов после γ-облучения (8 Гр) в
присутствии рифампицина (а) и без него (б). Sr — относительная подвижность нуклео-
ида.
Fig. 2. Changes in sedimentation of lymphocyte nucleoid after y-irradiation (8 Gy) in
the presence (a) and absence (6) of rifampicin.
строгой специфичностью [7], поэтому нельзя исключать возможность
участия в пострадиационных процессах репарации нуклеоида топоизо-
мераз другого класса, т. е. топоизомераз типа I.
В третьей серии экспериментов, результаты которых представлены
на рис. 2, в инкубационную среду в качестве ингибитора синтеза белка
вносили рифампицин. Видно, что, оказывая незначительное общее мо-
дифицирующее действие, антибиотик не подавляет вторую фазу релак-
сации. Таким образом, из совокупности результатов всех экспериментов
можно сделать вывод, что в процессах эксцизионной репарации при-
нимают участие предсуществующие їв клетке топоизомеразы, по край-
ней мере, на этапе второй фазы релаксации.
Феномен увеличения подвижности нуклеоида при использовании
новобиоцина не удается объяснить простым изменением плотности су-
перспирализации, так как это изменение не зарегистрировано ни нами,
ни в экспериментах Левина [5]. Такой же эффект увеличения подвиж-
ности нуклеоида зарегистрирован нами и для тимоцитов [8].
В качестве рабочей гипотезы все многообразие возможных кон-
формационных переходов Д Н К в нуклеоиде мы выразили схемой, пред-
ставленной на рис. 3. По нашим представлениям, в состав нуклеоида
входит топоизомераза II, состоящая, как минимум, из двух субъединиц.
Одна из них в ходе лизиса в процессе выделения нуклеоида теряется,
освобождая места закрепления суперспирализованных доменов. При
этом супервитки сохраняются и, следовательно, сохраняется способ-
ность специфически реагировать с интеркаляторами и отвечать полной
релаксацией доменов при воздействии ионизирующих излучений (на
1*06 БИОПОЛИМЕРЫ И КЛЕТКА, 1985, т. 1, № 4
схеме этап II) на нуклеоид. В эксперименте это проявляется в увели-
чении или уменьшении его относительной подвижности в сахарозном
градиенте. При добавлении в сахарозные градиенты этидий бромида
в концентрациях от 0 до 3 мкг/мл седиментация нуклеоида уменьша-
ется, достигая определенного предельного значения, в дальнейшем при
увеличении содержания этидий бромида в градиенте седиментация ну-
клеоида вновь увеличивается, стремясь к единице. В случае взаимо-
Рис. 3. Схема взаимодействия топоизомеразы
II с повреждающими агентами в составе ну-
клеоида: К — негистоновые коровые белки;
а, б — субчастицы топоизомеразы; черные точ-
ки — места прикрепления суперспирализован-
ного домена; заштрихованная область — при-
соединившийся антибиотик; ( + ) и (—) — ука-
зание на знак суперспирали. Символы γ, X,
УФ, п° — воздействие излучений различной
природы; ЭБ — этидий бромид; Η и Η К— но-
вобиоцин и налидиксовая кислота соответст-
венно.
Fig. 3. The scheme of topoisomerase II interac-
tion with chemical and physical agents in nu-
cleoids.
Рис. 4. Диаграмма изменения включения
3Н-тимидина в Д Н К после γ-облучения
(20 Гр) лимфоцитов человека: К — необлу-
ченные клетки; О — облученные клетки; 1—
ДНК, элюируемая 1 Μ NaCl; 2 — ДНК,
элюируемая формамидом.
Fig. 4. The diagram of 3H-thymidine incor-
poration into DNA after γ-irradiation
(20 Gy) of human lymphocytes.
действия с антибиотиками происходит замыкание части связей доменов
на них и таким образом увеличивается компактизация нуклеоида, т. е.
увеличивается его подвижность, причем выше контрольных значений
(этап III на схеме). В этом случае, как видно из схемы, сохраняются
все свойства суперспирализованных доменов Д Н К в нуклеоиде. При
добавлении в сахарозные градиенты этидий бромида в различных кон-
центрациях регистрируется характерная для суперспирализованной
Д Н К двухфазная зависимость ее седиментации. Так как ингибиторы-
антибиотики имеют гетероциклическую структуру, которую имеют так-
же и интеркаляторы, то можно предположить, что они встраиваются
в сахарофосфатный скелет ДНК- Однако прямых экспериментальных
данных в пользу такого предположения пока нет. Что же касается
связи топоизомераз с суперспиральной ДНК, то косвенным свидетель-
ством могут служить полученные недавно в эксперименте [9] ком-
плексы топоизомераза I — нуклеосома и топоизомераза II — нуклеосо-
ма. Гипотетические представления Ворсела [10] также предполагают
такую связь.
На диаграмме рис. 4 представлены результаты экспериментов по
изучению репаративного синтеза Д Н К в лимфоцитах человека. Видно,
что уровень включения 3Н-тимидина в облученных клетках превышает
контрольные значения. Он составляет 62 % после 10 мин инкубации и
достигает 83 % спустя 1 ч после ее начала. Следовательно, наши ре-
1*06 БИОПОЛИМЕРЫ И КЛЕТКА, 1985, т. 1, № 4
зультаты, как и данные литературы [11, 12], свидетельствуют о том,
что в лимфоцитах, находящихся в стадии Go, после воздействия иони-
зирующей радиации осуществляется репаративный синтез ДНК, кото-
рый как этап эксцизионной репарации, по-видимому, соответствует (в
свете наших вышеизложенных представлений) фазе первоначального
восстановления суперспиральной структуры нуклеоида в этих клетках.
TOPOISOMERASE II. ITS ROLE
IN CONFORMATION CHANGES IN SUPERHELICAL
NUCLEAR DNA OF LYMPHOCYTES AFTER γ-IRRADIATION
V. I. Vashchenko, L. V. Shchedrina, V. E. Komar
Central Research Institute for Roentgenology and Radiology,
Ministry of Public Health, USSR, Leningrad
S u m m a r y
Inhibitors of DNA topoisomerase system (novobiocin, nalidixic acid) are studied for
their effect on the repair of superhelical DNA structure damaged by ionizing radiation
(8 Gy) in rat lymphocytes. The data obtained show that the topoisomerase II participates
in the appearance of the second relaxation of superhelical domains in nuclear DNA
after irradiation. The scheme is suggested concerning the participation of this enzyme
in the structure of nucleoids in their interaction with chemical and physical agents. BND-
cellulose chromatography reveals the presence of repair synthesis in human lymphocytes
after their γ-irradiation (20 Gy) in vitro.
1. Changes in the supercoiled structure of nuclear DNA in rat and peripheral blood
lymphocytes after γ-irradiation / N. A. KHmov, V. I. Vashchenko, S. N. Kolubaeva,
V. E. Komar.— Int. J. Radiat. Biol., 1982, 41, N 2, p. 221—225.
2. Изменение суперспиральной структуры ядерной Д Н К лимфоцитов периферической
крови крыс при гамма-облучении / В. И. Ващенко, С. Н. Колюбаева, Н. А. Климов,
В. Е. Комар.—Радиобиология, 1980, 20, № 4, с. 483—488.
3. Supercoiled DNA repair in thymocyte fractions differing in radiosensitivity / I. V. Fil-
lippovich, N. I. Sorokina, V. A. Soldatenkov, E. F. Romantzev.— Int. J. Radiat. Biol.,
1982, 42, N 1, p. 31—44.
4. Gellert M. DNA topoisomerases.—Ann. Rev. Biochem., 1981, 50, p. 879—910.
5. Laviti M. F. Effect of novobiocin on DNA synthesis and structure in human lympho-
blastoid cells.—Biochem. and Biophys. Res. Communs, 1981, 100, N 1, p. 328—335.
6. The reconstitution of higher-order DNA structure after γ-irradiation of mammalian
c e l l s / М . R. Mattern, L. A. Zwelling, D. Kerrigan, K. W. Kohn.—Ibid., 1983, 112,
N 3, p. 1077—1084.
7. Nakayama K., Sugino A. Novobiocin and nalidixic acid target proteins in yeast.—
Ibid, 1980, 96, N 1, p. 306—312.
8. Действие новобиоцина на процесс деградации и восстановления суперспиральной
структуры ядерной Д Н К фракций тимоцитов крысы / В. И. Ващенко, А. М. Рещи-
ков, В. Е. Комар, К. П. Хансон.—Радиобиология, 1983, 23, № 6, с. 786—789.
9. Javaherian КLiu L. F. Association of eukaryotic DNA topoisomerase I with nucleo-
somes and chromosomal proteins.— Nucl. Acids Res., 1983, 11, N 2, p. 461—472.
10. Glikin G. C., Kuberti I., Worcel A. Chromatin assembly in Xenopus oocytes: in vitro
studies.—Cell, 1984, 37, N 1, p. 31—41.
11. Hollatz R., Jempel K. Unsheduled DNA synthesis in UV-irradiated spleen lymphocy-
tes of the rat af ter wholebody γ-irradiation.— Radiat. and Environ. Biophys., 1978,
15, N 1, p. 77—83.
12. Lavin M. F., Kidson C. Repair of ionizing radiation induced DNA damage in human
lymphocytes.—Nucl. Acids Res., 1977, 4, N 11, p. 4015—4022.
ЦНИ рентгено-радиологич. ин-т МЗ СССР, Получено 13.08.84
Ленинград
1*06 БИОПОЛИМЕРЫ И КЛЕТКА, 1985, т. 1, № 4
|