Osnovy_biokhimii_Nelson_i_Kokh_tom_3 (1123315), страница 4
Текст из файла (страница 4)
'Й~~.,С'~~ФЮ4:,4 'Й'.,С Ф. 'ЙЙ,4Ф. 'Й~.,С ... С'Ф. ЪФ,С Ф~ФЙЪ,Ф Й'.,С Ф. 'ЙЙ,4Ф. 'Й~.,С Ж ФМФ. '4,С Ф. %.,СМЙМ Гены, индуцируемые иеи ныть у05-етветл у Е, салу 11н ~инин ~нет (лнл: с ниии тнмлу фуитиыглл .'Г му, 1:л~нр ~ын нт н л н н .и ~ Ы 1 н ~ ~ нрнлнн,'~ЫИ 25.3 Рекомбмнацмя ДНК 189 ! После образования структуры Холлидея для завершения рекомбинации необхолима целая группа ферментов: топоизомержзы, белок миграции витка кцчЛВ, резолваза и другие нуклеазьь ДНК-полимераза 1 или П1 и ДНК-лигаза.
В клетках Е. со!1 белок НцтС (М, = 20 000) расщепляет структуры Холлидея с образованием полноразмерных неразветвленных хромосом. Для репарации заблокированных репликативных вилок используются все возможности метаболизма ДНК Как и во всех других клетках, у бактерий уровень повреждений ДНК достаточно высокий даже в нормальных условиях роста. Большинство повреждений ДНК быстро репарируется путем эксцизионной репарации оснований, нуклеотилов и другими описанными ранее способами.
Тем не менее почти кажлая бактериальная репликативная вилка наталкивается на нерепарировашюе повреждение ДНК или разрыв на пути от точки начала репликации до точки ее окончания (рис. 25-30). ДН К-полимераза П1 не может пройти мимо многих типов повреждений ДНК, что вынуждает ее оставить эти повреждения в виде одноцепочечпой бреши. Когла полимераза встречается с разрывом цепи ДНК, возникает двухцепочечный разрыв.
В обеих ситуациях необходима рекомбинационная репарация ДНК (рнс. 25>-3!)). В нормальных условиях роста застопорившиеся репликативные вилки реактивируются с помощью сложного пути репарации, включающего рекомбинационную репарацию ДНК, повторный старт репликации и репарацию всех пропущенных повреждений. В этом процессе объединяк>тся все пути метаболизма ДНК. Остановившаяся репликативная вилка может быть снова запущена по меньшей мере двумя сложными способами, для каждого из которых требуется белок КесЛ.
Путь репарации повреждений, содержащих бреши в ДНК, задействует также белки Неср, КесО и Кесй. Для репарации двухцепочечных разрывов необхолим фермент КесВСР (рис. 25-39). После дополнительных стадий рекомбинапии следует процесс, называемый возобновлением репликации, независимым от точки инициации репликацни, когда с помощью комплекса из семи белков (РПА, В и С, а также РпаВ, С, О и Т) снова собирается репликативная вилка.
Этот комплекс, первоначально открытый в процессе репликацни ДНК фага фХ174 сд э!!го, теперь назьвается праймосомой восстановления репликации. Для восстановления репликативной вилки необходима также ДНК-полимераза П, причем ее роль пока пе установлена;активность ДНК-полимеразы П открывает дорогу ДНК-полимеразе П1 для репликации протяженных участков, что необходимо для завершения построения хромосомы.
Иногла происходит возобновление репликации ниже точки повреждения еще до репарации поврежленного участка. Репарация застопорившихся вилок предусматривает координированный перехол между репликацией и рекомбинацией, Стадии рекомбинации нужны для заполнения бреши в ДНК или соелинения разорванной цепи, чтобы воссоздать разветнленную структуру ДНК в репликативной вилке. Повреждения, оставшиеся позали луплекса ДНК, устраняются при помощи эксцизионной репарации оснований или нуклеотидов.
Таким образом, в репарации застопорившихся реиликативных вилок участвует широкий круг ферментов, действу кицих на каждой стадии метаболизма ДНК. Этот способ репарации, очевидно, является главной функцией системы гомологичной рекомбинации в каждой клетке, и нарушения рекомбинационной репарации ДНК играют важнук> роль в возникновении заболеваний человека (доп. 25-1). Сайт-специфическая рекомбинация приводит к точным перестройкам ДНК Гомологичная генетическая рекомбинация, которую мы обсуждали, может происходить между любыми двумя гомологичными последовательностями. Второй тип рекомбинации, сайтспецифическая рекомбинация, принципиально отличается тем, что ограничивается только специфическими последовательностями.
Реакции рекомбинации данного типа происходят почти в кажлой клетке, и их функции различны в разных вилах организмов. Например, таков механизм регуляции экспрессии некоторых генов и механизм активации программируемых перестроек ДНК при эмбриональном развитии или в циклах репликации некоторых вирусных и плазмилных ДНК. Каждая система сайт-специфической '~л-.ь И1. г ~.
Мг-д!.::,~;., Д;~к Инн р ги Ь и ~~ин ~ и~и р~ин !1р 1пнн(и нн 1о н рс|.оно~и-ння .р: н н«нп.нн Два основных спосооа сраиспозииии: примое (проссои) и реплииа~ивиыи.: спаса:;,- срсспвс 1 о 198 ~ Чапь П1. 25. !1етзболизн ДНК резаемая ДНК с КВВ на концах имеет структуру, обнаруженную в большинстве транспозонов. В эксперименте и иио белки НАС1 и КА62 могут взаимодействовать с этой вырезанной ДНК и встраивать ее, как транспозон, в другие молекулы ДНК (в В-лимфоцитах эта реакция, вероятно, происходит довольно реяко).
Мы незнаем точно, но система перестройки генов иммуноглобулинов, возможно, является результатом эволюционного процесса, уничтожившего различия межяу паразитом и хозяином. Краткое содержание раздела 25.3 РЕКОМБИНАЦИЯ ДНК и Последовательности ДНК исэлвергаклтся перестройкам в реакциях рекомбинации, которые обычно четко коорлнннрованы с реплнкацией или репарацией ДНК. ° Ромологнчная генетическая рекомбннапня может происходить между любыми двумя молекулами ДНК с гомологнчн ымн последовательностями. При мейозе (у эукарнот) этот тип рекомбинации помогает обеспечить правильное расхождение хромосом и увеличить генетическое разнообразие.
И у бактерий, и у эукариот рекомбинацня служит лля восстановления блокированных репликатнвных вилок. В процессе гомологичной рекомбинации формируется промежуточная структура Холлндея. щ Сайт-специфическая рекомбинапня проис- холит только ца специфических последовательностях и может протекать также через образование структуры Холлидея.
Рекомбиназы расщепляют ДНК в специфических точках и связывают цепи с новыми партнерами. Этот тип рекомбинации обнаружен практически во всех клетках; к его многочисленным функциям относятся в том числе ннтегра~сия ДНК н регуляция экспрессии. ° Транспозоны, существующие практически во всех клетках, передвигаются внутри илн между хромосомами посредством рекомбинации. У позвоночных с помощью запрограммированной рекомбинапни, напомннакнцей транспознцию, происхолнт соединение сегментов генов иммуноглобулинов в ходе дифферент сировки В-лнмфоцитов. Ключевые термины Термины, выделенные жирным шрифтом, обвясня- ются в глоссарии.
Дополнительная литература для дальнейшего изучения Общая ли гера О рв РнсбЬегб, Е. С., тсга!Ьсг, О. С., 5!ебе, тч'., тч'ооб, К. П., Всьп!Са, К. А., ал Е11епЬсгбсг, Т. (2006) 0 ХА Караи. апд Мисабепепз, 2пс! сс1п, Аспегкап 5ос!осу 1ог М1сгоЬю!обу, ллсазЬ1пбсоп, ОС. Всестороннее исследование лсстаболизма ДНК и хорошая отправная точка лля начала экспериментирования в этой области. АААе АТРазы 56 АР-сайт 71 АР-энлонуклсазы 68 МСМ-комплскс 64 ОКС-комплскс (комплекс распознавания точки инициации репликации)64 505-ответ 76 Гомологичная генетическая рекомбинация 81 ДНК-глнкознлазы 68. 71 ДНК-лигазы 55 Д1! К-полнмсраза 1 49 ДНК-полимсразв П! 52 ЛНК-полнмсраза сс 54 ЛНК-полнмераза б 54 ЛПК-полимсраза е 54 ЛПК-расплетающий элемент (ОСЕ) 56 ЛНК-трансоозиция 81 ДНК-фотолиазы 74 Инссрциоиная последовательность 94 Катенаны 63 Коинтсграт 95 Коррекция 52 Лидирующая цепь 48 Лицензирование 64 Матрица 45 Мейоз 82 Миграция ветви 85 Молсль репарации лвуцспочечного разрыва 84 Мутация 67 Нуклеазы 48 Отстающая цепь 48 Полвсржсппый ошибкам синтез ДНК через поврсждснпс 76 Полуконссрвативпая рспликацня 45 Праймазы 55 Праймер 50 Праймосома 59 Прсрсплнкативный комплекс (ргс-КС) 64 Процсссивность 50 Рекомбииационная репарация ДНК 81 Репликативная вилка 47 Реплисома 54 Сайт-специфичсская рекомбинация 81 Структура Холлился 85 Топоизомеразы 54 Точка инициации репликации (орилжин) 48 Траиспозиция 81 Траиспозоны 94 Фрагмсссты Оказаки 48 Хсликазы 54 Экзонуклеаза 48 Эксцизионная репарация оснований 81 Эилонуклевза 48 Дополнительная литература для дальнейшего изучения ! 11!1 ) КогпЬегй, А.
А Вайег, Т. А. (1991) 0ХА Пер(гсадол, 2пд ег1п, чЧ. Н. Егеетап апд Сотрапу, Хезч УогЫ Прекрасный источник информации по всем аспектам метаболизма ДН К Рсц.шкиция Л)Н" Веп(сотдс, $. 3., Ча!епг!пе, А. М., 8 Вайпая, Е (2001) Кер(йовечпейасн1 0ХА гср1гсайоп. Алии. Вегс Вюсйет. 70, 181 †2. В обзорс описаны схожие механизмы и ферменты рспли кации ДН К в разных классах организмов. В!оов, 1.. В.
(2006) 0упапися о1 1оайпй Йс ЕясйепсЫа со!г 0ХА ро1утшаяе ргосевнйсу с(авр, Спг. Веп В!ос)гет. Мо!. Вго!. 41, 179-208. Рпс1с, О. Х. А К!сйагдяоп, С. С. (2001) 0ХА ргсваяея. Алии. Вегс Вюсйепс 70, 39 — 80. Нейег, К. С. 8 Мапапя, К. !. (2006) Керйяоте азяеспЫу апд Йс йгссс гсясагс о1 ясайед гер!гсаскзп 1огйх №г. Веп Мо!. Се!! Вю! 7, 932-943. Механизмы перезапуска рспликативной вилки ло репарации поврежлсния в ДНК. НйЬясйег, ()., Майа, б., 8', Врадап', 5.(2002) Еи!сагуос!с 0ХА сю(утегаяея.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
