Білки ремонту ДНК з особливою увагою стежать у рослин за тими ділянками геному, які особливо важливі для виживання і розмноження.
Мутації в ДНК з'являються з різних причин, зовнішніх і внутрішніх. Зовнішні - це ультрафіолет, радіоактивне випромінювання, якісь хімічні речовини-мутагени, що потрапили в організм ззовні; внутрішні - це, наприклад, окислювальний стрес або помилки копіювального апарату клітини. Перед поділом клітина повинна подвоїти всю ДНК, подвоєнням (або реплікацією) займаються спеціальні білки, але вони працюють не зі стовідсотковою точністю. Щоб виправляти мутації, у всіх клітин є системи репарації (тобто ремонту) ДНК, але і вони помічають не все, так що якась частина мутацій все одно залишається.
Мутації можуть бути шкідливими, корисними і нейтральними (коли вони ніяк не впливають на життєздатність організму і його плідність); якщо мутація потрапить у статеві клітини, вона перейде в наступні покоління. Але якими б мутації не були, від чого б вони не виникли, вважається, що вони розподіляються по геному випадковим чином. Тобто кожен окремий ДНК мутує з тією ж ймовірністю, що і будь-який інший такий же.
Принаймні, так вважалося до недавнього часу. Однак кілька років тому в Nature вийшла стаття про те, що в одних генах мутації трапляються набагато рідше, ніж в інших. Автори статті аналізували зразки пухлин, в яких шукали поодинокі нуклеотидні заміни. Так називають мутації, коли якась одна генетична «буква» (тобто одна з чотирьох азотистих підстав, що становлять генетичний алфавіт) раптом перетворюється на іншу «букву». Виявилося, що подібні заміни розподілені досить нерівномірно: в якихось ділянках ДНК замін виявилося більше, в якихось - менше, а відбувається так тому, що деяким ділянкам хромосом білки репарації приділяють більше уваги.
У недавній статті, також опублікованій в Nature, теж йде мова про нерівномірний розподіл мутацій, тільки не в пухлинах, а в рослинах Arabidopsis thaliana. Дослідники три роки поспіль вирощували рослини в лабораторії, щоб отримати кілька поколінь і прочитати їх ДНК. У сумі вийшло 1700 прочитаних геномів з більш ніж мільйоном мутацій. Оскільки вони належали кільком поколінням рослин, можна було визначити, які мутації прийшли до окремої рослини від батька (у A. thaliana самоопилення), а які з'явилися через ті самі зовнішні і внутрішні фактори мутагенезу.
Виявилося, що більшість мутацій у A. thaliana залишається в тих областях ДНК, де немає ніяких генів. Нагадаємо, що в ДНК є «осмислені» області, які важливі для життя і розмноження, і «безглузді», які можуть змінюватися, як завгодно, організму нічого від цього не буде. «Осмислені» ділянки ДНК зазвичай пов'язують з білок-кодуючими генами, хоча слід пам'ятати, що гени підпорядковуються безлічі регуляторних послідовностей, які часом сидять у «безглуздих» зонах, подібно до острівців «сенсу». Як би там не було, у важливих генах у A. thaliana мутацій менше, і пов'язано це з білками гістонами, які завжди супроводжують ДНК. Гістони називають білками-пакувальниками, тому що вони можуть дуже щільно зв'язуватися з ДНК, перетворюючи її на дуже компактну молекулярну грудку, недоступну для зчитування інформації; або ж гістони послаблюють упаковку, і інформацію з ДНК легко можуть вважати спеціальні ферменти.
Сховати гістони ДНК в архів або тримати її розпакованою, залежить від особливих хімічних міток на них. Однак у міток на гістонах є ще одна функція: вони приваблюють білки репарації. Гістони, пов'язані з важливими ділянками ДНК, своїми хімічними мітками змушують системи виправлення мутацій уважніше стежити за цими ділянками. Тому в істотних генах мутацій залишається менше - їх там ефективніше виправляють. «Осмислена» частина генома у тварин і рослин набагато менше «безглуздої», і здається цілком розумним, що системи репарації не займаються непотрібною роботою, виправляючи мутації в тих зонах ДНК, де вони нікого не турбують, але зате уважно стежать за тією ДНК, де мутації небажані.