Untersuchungen zur Rolle des <i>MPH1</i>-Gens aus <i>Saccharomyces cerevisiae</i> bei der Reinitiation der Replikation nach schadensinduzierten Arresten

Abstract

Um Läsionen aus der DNA entfernen zu können, machen sich Reparaturmechanismen wie Nukleotid- oder Basenexcisionsreparatur, mismatch-Reparatur etc. die Tatsache zu Nutze, daß die Information auf beiden Strängen vorhanden ist. Der geschädigte Bereich wird ausgeschnitten und die entstehende Lücke mit Hilfe einer DNA-Polymerase fehlerfrei wieder geschlossen. Ein Problem stellen daher Läsionen dar, welche die replikativen Polymerasen arretieren, da hier die Stränge entwunden vorliegen und die Information vom Doppelstrang primär nicht zur Verfügung steht. Arretiert die Replikation in einem Organismus wie E. coli dauerhaft, führt dies zum Tod der betroffenen Zelle.Eine Möglichkeit zur fehlerfreien Reinitiation der Replikation sind rekombinative Mechanismen, durch welche die Information des Schwesterchromatids für die fehlerfreie Umgehung der Schäden genutzt werden kann. Ist durch eine solche Umgehung ein elongierbares 3 -Ende hinter der Läsion entstanden, kann die Replikation reinitiiert und die Läsion später durch die herkömmlichen Reparaturmechanismen fehlerfrei entfernt werden.Für das MPH1-Gen von Saccharomyces cerevisiae wird angenommen, daß es an einem rekombinativen Prozeß zur fehlerfreien Umgehung von DNA-Läsionen beteiligt ist. Es wurde daher ein experimentelles System zum Nachweis solcher Rekombinationsereignisse entwickelt. Mit Hilfe dieses Systems wurden sowohl die spontanen Raten wie auch die durch die Mutagene 4-NQO und Camptothecin induzierten Frequenzen auftretender Rekombinationsereignisse in mph1-, rad30-, rev3-, sgs1- und srs2-Mutanten sowie der entsprechenden Doppelmutanten mit mph1 ermittelt. Zusätzlich wurden die durch 4-NQO induzierten Mutationsfrequenzen mit Hilfe des Canavanin-Vorwärtsmutationssystems bestimmt und mit den spontanen Rekombinationsraten sowie den Rekombinationsfrequenzen nach Chemikalienbehandlung verglichen. Außerdem wurden die Mutationsraten sowie die spontan sowie nach Mutagenbehandlung auftretenden Rekombinationsereignisse in Hefestämmen, welche recG aus E. coli exprimierten, bestimmt.Die gewonnen Daten unterstützen die Hypothese, daß Mph1 an einem fehlerfreien Weg zur Reinitiation von Replikationsgabeln beteiligt ist, welche an Läsionen arretiert wurden, die in Abwesenheit von Mph1 durch die Transläsionssynthese fehlerbehaftet überlesen werden können. Die möglichen Funktionen der weiteren untersuchten Gene werden diskutiert.