Проанализированы механизмы и системы регуляции запрограммированных модификаций генома, в частности, V(D)J-рекомбинации, рекомбинации переключения классов иммуноглобулинов, соматическом гипермутагенезе иммуноглобулиновых генов, перестройках генома инфузорий. Рассмотрена мейотическая рекомбинация, которая запрограммировано активируется в половых клетках. Доказано, что запрограммированные изменения генома регулируются цис-элементами ДНК и специфически связывающимися транс-регуляторными белками, эпигенетическими модификациями гистонов и ДНК, а также комплементарными взаимодействиями РНК-ДНК.

Представлен подробный обзор и анализ экспериментальных данных о механизмах и системах регуляции запрограммированных модификаций генома: V(D)J рекомбинации, рекомбинации переключения классов иммуноглобулинов, соматическом гипермутагенезе иммуноглобулиновых генов, перестройках генома инфузорий. Рассмотрена также мейотическая рекомбинация, которая запрограммировано активируется в половых клетках. Показано, что запрограммированные изменения генома регулируются цис-элементами ДНК и специфически связывающимися с ними транс-регуляторными белками, эпигенетическими модификациями гистонов и ДНК, а также комплементарными взаимодействиями РНК-ДНК. Приведены результаты исследования эпигенетического кода и наследования приобретенных признаков. Сделан вывод, что незапрограммированные перестройки в соматических клетках, а также эволюционные перестройки генома могут возникать далеко не случайно как во временном, так и пространственном отношении.

Рассмотрена роль генетической нестабильности в трансформации нормальных клеток и дальнейшей эволюции опухоли. Выдвинуто предположение о том, что одним из механизмов, посредством которого онкогены могут дестабилизировать геном, является образование двойных разрывов ДНК, ведущих к ее распаду на крупные фрагменты.

Суммированы и проанализированы современные данные, касающиеся изменчивости вирусов. Отмечено, что генетические изменения вирусов происходят постоянно и с большой скоростью. Рассмотрены такие механизмы, создающие генетический полиморфизм вирусов, как мутагенез, рекомбинация, реассортация и горизонтальный захват генетической информации. Эти процессы в значительной мере обеспечиваются ферментативным аппаратом и структурой самих вирусов. Однако согласно современным данным клеточные ферменты и метаболизм также участвуют в создании генетического полиморфизма вирусов. Изменчивость является одним из факторов появления новых эмерджентных вирусов. Вирусы изменяются с большой скоростью в организмах естественных резервуаров, в которых они не вызывают заболеваний. Из этих наблюдений следует вопрос о возможности симбиотических отношений между вирусами и организмами. Ранее вирусы, внедрившиеся в геномы организмов, рассматривались как паразитические элементы, мусор генома. Приведены данные, свидетельствующие о том, что эндогенные вирусы являются источником регуляторных элементов, некодирующих и кодирующих генов геномов многоклеточных эукариот. Подробно рассмотрена роль эндогенных ретровирусов в формировании новых генетических программ. Сделан вывод, что вирусы можно рассматривать как быстро изменяющиеся модули генетической информации, которые в свою очередь служат инструментами изменчивости и эволюции геномов эукариот.