Osnovy_biokhimii_Uayt_tom_2 (1123310), страница 100
Текст из файла (страница 100)
В.. А1жллон А4. й., Ииаетнт Х. А., Колпаалн А., 224, 491, 1969), 25. Генетические Аспекты метАБОлизмА. ! 1021 тельны к солнечному свету, н у них часто возникает рак,кожи. Если культивированные клетки кожи этих больных подвергнуть ультрафиолетовому облучению, то скорость выщепления днмеров тимина этих клеток будет,существенно меньше, чем у клеток кожи нормальных людей. По крайней мере у одного клаоса больных, страдающих этмм заболеванием,неспособность,выщепленпя тими- новых дммсров обусловлена дефектом эндонуклеазы, которая расщепляет двуапнралыгую ДНК иепосредспвенно возле или вблизи от димера.
У другого класса дефектна последняястадияпроцесса репарации †образован фосфодиэфирпой связи между вновь синтезированным фрапмьтггом и остальной ДНК (сшивание лигазой). Другая аистема репарации выщепляет урацил нз ДНК. Дефект дезоксиурндннтрифосфатфоафагидролазы (гл. 24) приводит к увеличению внутрнклеточпого пула ГП)ТР, что может сопровождаться включением урацила .в ДНК.
Урацил,может возникнуть также при дезаминирован|ии цитозиновых остатков. Были обнаружены (ч)-гликозндаза, которая гмдролизует связь между урацилом н дезоксирибозой в ДНК, а также нуклеазы, которые гнгяролнзуют фосфодиэфнрную связь около того места, где выщеплено основание*. ДНК-полммераза 1,может завершить процесс репарации такого рода, как и ~в случае вкоцизионной Репарации ультрафиолет-индуцированных димеров тимина.
26.3А. Модификация н рестрикция ДНК Как было описано в гл. 7, ДНК может содержать метилнрованные и модифицированные иным образам основания. Одним вз первых оснований такого рода, обнаруженных ~в ДНК„был б-оксиметилцитознн, который замещает цитозин в ДНК бактернофагов Т2, Т4 и Тб. Оксиметилцитозин модифицируется далее путем глюкозилирования, степень,н характер которого опецпфичны для каждой из этих ДНК (табл.
25.2). Замещение цнтозвна глюкозилироаанным оксиметилцитозином обусловлено рядом ферментов, которые и~ндуцируются в клетках Е. СОД после нифицнровання их бактериофагами Т2, Т4 или Тб (гл. 28). Этн ферменты включают: 1) ЗАСМР-оксиметилазу, которая превращает 51СМР в б-оксиметил-51СМР; это соединение далее,может быть превращено в соответствующий дезоксинуклеозидтрифосфат; 2) ЙСТР-пирофосфатазу, которая расщопляет Г(СТР * Недавно обнаружена также гликозидаза, распгспляюпгая связь между гнпоксантином н дезоксирибозой в 1(НК. Дезоксиинознновое звено может образоваться в результате дсзаминнровання дсзоксиадснозннового.
Кроме того. обнаружен фермент — инсертаза, который образует связь между свободным глнкозндным центром, возннкаюжнм в Результате ферментативного илн химического расщсплеиия К-глнкозидной связи, н свободным нуклеиновым основанием.— Прим. перев. П1. ИЕТАБОЛИЗМ Глб ца гцг Глюкозилнрованне оксинетилцитозвновых остатков в ДНК 41агов тг, 74 н та Количестве глккоаилироааввка оксвветилаито- аииовик остатков. М от оаетето количества та ~ те ~ та 25 то О Ь О то 30 О Яеглюкознлврованнмй о-Глюкозил 1Р-Глюкозил ц-Генциобиознл (а-глюкозе-р-глюкозил) (и г(СОР) до 11СМР, предот1вращая иопользование ЙСТР для репликации ДНК и образуя 1(СМР— субстрат для г(СМР-оксиметилазы; 3) серию глюкозилъранофераз, которые каталнзируют перенос глюкозильного остатка с уридиндифоофатглюкозы на онснметилцятозин н составе ДНК.
БОР-глюкоза+ ОМЦ-ДНК и==е а-глюкознл-ОМЦ-ДНК+1Л)Р 1Л>Р-глюкоза + ОМЦ-ДНК е=ь Р-глюкозил-ОМЦ-ДНК+ 1Л)Р И)Р-глюкоза+ сс-глюкознл-ОМЦ-ДНК и==и геициобиозил-ОМЦ-ДНК+ НЭР Модификация ДНК фатов Т2, Т4 и Тб путем замещения цитознна на гкл1акозилироваыпый оксиметилцитозин служит для зашиты ДНК этих фагов от расщепления их эндонуклеазами, которые быстро и аолагостью расщепляют хозяйскую ДНК, продукты расщепления которой используются для синтеза фаговой ДНК.
Другой и более общей 1мо1цнфнкацией ДНК является метилированпе Хв-аминогрувпы аденозина (и, гораздо реже, С-5 цитозина) в составе ДНК. Это происходит путем переноса метильнай группы с 6-а~денозилметионнна на адениновый или цитозжновый остаток в специфических последовательностях ДНК, что катализируегся соответствующей тра1юметил азой (равд. 21.4.2.10) . №тнлированне этих последовательностей делает ДНК иммунной по отношению к действию соответствующих рестрикционных а1уклеаз, которые производят .расщепление обеих нитей ДНК, не имеющей такой модификации.
Таким образом, система м1хтификацни и рестрннции способна разрушать чужую ДНК, которая может попасть п клетку, но защищает собственную ДНК, сообщая, таким образом, клетке иммунность по оптошению к чужой, например вирусной, нуклеиноной кислоте. Рестрикционные эндонуклеазы были обнаружены во многих видах бактерий и некоторые из них получены в гомогежном состоянии.
Оин образуют два класса: тип 1, которые нуждаются в Мдт+, тб. Генетические Аспекты метдеолнзмА, 1 1623 АТР и 5-аденозинметионине для расщепления фосфодизфирной связи, и тип П, которые д)уждаются только ~в Миз+. Для ферментов первого типа неизвестно, какую роль играют АТР и 5-аденозилметионин, и не идентифицированы продукты расщепления ДНК. Гораздо больше известно о рестрикционных ферментах типа 11. Более чем для 50 ферментов этого типа определена последовательность мсдифвцпруемых и расщепляемых участков ДНК; некоторые примеры приведены в табл.
25.3. Важное обобщение, Таблица 25.З Участки узкаиамма иекатарымм ферментами рестрмкцик' Последовательность иа рсстриктирусиом участке ФерМент б'.0-А"-А-Т-Т.С-С-Т.Т-А-А'-0-5» 5'-0-Т-Ру-Рм-А'-С -С-А. Рк Ру Т.0.5 б'-А'-0-А-Т-С-Т-Т-С-Т-А-0-А*-5' 5'-Рн-0-0-0-С'-РуФ ф -Ру. С"-0-С-0-Рм-5' ЕГОГ11 Н)пш) ваш утке)! а Основании, модифицированные спвцифмческнии метилвзамн, отмечены звездочками. А» обозначает Н»-метиладенин. в С вЂ” 8-метилцитозвн.
Система номенклатуры рестрикциаанык ферментов приведена в работе: этак и., на)апз О.. д. ма). Вю1.. 81 491пвтзь так. есая) — зто фермент «з е сак. обладающей фактором резнстеатнасти 1: н)пдп — фермент неторкниз 1пниепеое ед) Вка) — фермент Вас)аиз ксаь)ккс; носн — Фермент нс»порпаи аеарраиз. Стрелки показывают тачки расщеплении цепи. сделанное при анализе полученных результатов, заключается в том, что участки расщепления симметричны. Они обладают осью сикрметр)ти второго порядка, которая перпендикулярна оси опирали ДНК.
В,ряде случаев места расщепления на обеих цепях ие совпадают и образующиеся продукты обладают перекрывающимися 3'гидроксидными и 5'-фосфатными концами. Так как по крайней мере один из ферментов, ЕсоР1-эндонуклеаза, состоит из д~вух одинаковых субъединнц, симметрия второго порядка лри расщеплении может отражать симметричное расположение субъединкц. Блад)одари способности расщеплять немодифпцированиую ДНК с,высокой специфичностью рестрикционные нуклеазы стали ценными реагентатаи для определения первичной структуры ДНК.
Они пь матхволизм используются также для генетического картирования вирусных хромосом (гл. 28). Использование рестрикционных нуклеаз для конструирования и клонирования гибридных молекул ДНК описано в разд. 25.4.1. В дополнение к высокоспецифичным системам модификации и рестрикции, описапным .выше, имеются трапометилазы, которые -каталнзируют метилнрованне З-аденозилметионьяюм аденвновых и цитозиновых оснований Д11К с образованием 6-метиламинопурина и 5 метилцитозина в гораздо большем количестве, чем при дей'ствии системы модификации — рестрикции; зтн две системы относительно незавиоимы, и их функции неизвестны.
25.3.5. Структура хромосом зукарнот В отличие от прокариот эукариоты имеют больше чем одну хромосому. Однако целый ряд данных свидетельствует о том, что каждая хромосома содержит единственную молекулу ДНК. Автораднопрафпческий анализ хромосом растений н млекопитающих, меченных тритированным ти~мидином и затем претерпевших деление на протяжении нескольких поколений, показывает, что меченая молекула сохраняется в виде целой цепи. Вяскозиметрические данные свидетельствуют о том, что размер ааибольших молекул ДНК из О. те1аподаз(ет соизмерим с количеством ДНК в самой большой хромосоме. Анализ скорости седиментации и электронная микроскопия хромосом дрожжей также обнаруживают янтактные молекулы ДНК такого размера, которые и ожидались для хромосом этих организмов, если принять, что л состав каждой хромосомы входит единственная .молекула ДНК. Следователыю, молекула ДНК длиной ! см должна быть упакована и хромосому длиной ! нм.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
