Льюин (Левин) - Гены - 1987 (947308), страница 202
Текст из файла (страница 202)
В результате был введен символ О, обозначающий общую кор(сердцевинную)-последовательность, в пределах которой происходит кроссинговер. Фланкирующие области В,В' и Р,Р' рассматриваются по отношению к ней как отличающиеся друг от друга «плечи». Важным следствием структуры ап»сайтов является то, что реакции внедрения и исключения не вовлекают одну и ту же пару взаимодействующих последовательностей. Внедрение требует узнавания апР и апВ, тогда как при исключении должны узнаваться сайты аи1. и апК.
Таким образом, несмотря на обратимость рекомбинационного события, для каждого направления реакции необходимы определенные условия. Это может иметь большое значение в жизни фага, поскольку такая требовательность гарантирует, что событие внедрения не будет немедленно сопровождаться исключением и наоборот. Различие в парах взаимодействующих сайгон при интеграции и исключении отражено различием белков, осуществляющих две реакции. Интеграция требует продукта фагового гена )нг и бактериального белка, названного фактором интеграции хозяина (1НГ). Фактор 1НГ состоит из двух субъединиц, одну из которых кодирует БОЯ-регулируемый покус лйиА.
В дополнение к 1п1 и 1НГ реакция исключения требует продукта фагового гена хць (При опредслснных условиях исключение может происходить и в отсутствие ХВ, правда, довольно неэффективно, что, по-видимому, свидетельствует об остаточной способности 1пг и 1НЕ обращать реакцию интеграции непосредственно.) Все четыре типа аи-сайтов доступны для изучения. Они обеспечиваются в соответствующей форме при «незаконной рекомбинации», когда фаг лямбда освобождается благодаря реципрокной рекомбинации между последовательностью в профаге и последовательностью во фланкирующей бактериальной ДНК.
Реакция происходит посредством генерализованного (КесА-зависимого) пути и, вероятно, обусловлена случайной гомологией между рекомбинирующими сайтами. Последствие такой реакции показано на рис. 35.12. Незаконная рекомбинация приводит к образованию дефектных фаговых частиц, у которых часть фаговой ДНК замешена фланкирующей бактериальной ДНК. Исключенный геном несет аггЛ, если рекомбинация включила бактериальный сайт слева; если же событие произошло с другой стороны, он содержит апЯ. Присутствие бактериальной ДНК в фаговом геноме оказывается очень полезным качеством. Процесс переноса бактсриальных ~снов с помощью таких фагов получил название трансдукции: до разработки методов получения рекомбинантных ДНК это свойство использовали для выделения бактериальных генов, находящихся с той или другой стороны от ац-сайта. Используя фаги такого типа, можно получить сходные молекулы ДНК, каждая из которых несет определенный ап-сайт.
Эти субстраты используются для проверки роли всех возможных комбинаций ац-сайтов в сайтспсцифической рекомбинации. Белок 1пГ необходим для всех комбинаций; ему помогает белок ХВ, причем наиболее выражен этот эффект в реакции апб х агГК. Белок ХЬ оказывает стимулирующее действие и на некоторые другие комбинации.
Различия в реакциях, требуюьцих участия ХЬ-белка, нам пока непонятны. Ступенчатый разрез и воссоединение в коре Природа кор-последовательности стала ясна, как только удалось расщифровать последовательности ицсайтов. Все они представляют собой АТ-богатые области, включающие общую последовательность из ) 5 пар оснований. То, что рекомбинация происходит в пределах именно этой последовательности, показано обменом «плечей» в аиби апЯ в сравнении с сайтами апР и апВ.
Происходит ли рекомбипация в любом участке внутри последовательности кора или в специфической точке? Прослеживание судьбы радиоактивной метки в фосфатных группах ап-сайта показало, что материал перемещается непосредственно при рекомбинации; точный разрыв и воссоединение имеют место в отсутсгвие какого- либо синтеза ДНК. Способ переноса метки указывает на существование специфических точек рекомбинации. Поскольку точки обмена различны на каждой цепи ДНК, можно прелположить, что разрыв н воссоединение имеют ступенчатый характер. Согласно модели, представленной на рис. 35ЛЗ, при внесении одинакового ступенчатого разреза в ипР- и аиВ-сайты, комплементарные одноцепочечные концы могут быть использованы в перекрестной гибридизации.
Это напоминает реакцию между липкими концами, образующимися при действии некоторых ре- 455 35. Восстановление и рекомбинация ДНК саддддддтдтадтт ,С 'у' л я л ~о зь р '"л л ч'л гц ч л л ч. л л о~ ~ Чйь ттт т4с э 44 44 ту В гс тттсэ„дт Ал а с' 9-- и» асттттт тАТАСТАА ССААААААТА Та АТ Т саддд11д111~тдд-а в аСттттттДтДСтДА и, + саддддддтдтадт т Рнс. 35.13. Ступенчатые разрезы в одинаковых коровых последователыюстях сайгон апр н нпВ обеспечивают перекрестное воссоединение, которое приводит к ренннрокным рекомбннв- стрикционных ферментов (гл.
19). Поскольку фосфатные группы были мечеными, точно установить расстояние между ступенчатыми разрезами невозможно, если неизвестно, с какой стороны разрезана фосфодиэфирная связь, Промежуточные продукты этой реакции с одноцепочечными концами выделить не удалось. По-видимому, протяженность образующегося уступа должна соответствовать 5 или 7 парам оснований. Образование уступа из 7 пар оснований подразумевает появление Зсфосфатного и 5'-ОН концов.
Характер рекомбинационного собьпия обусловливает сохранение мутации в «плече», в котором она локализована с любой стороны от перекрываюшихся 7 пар оснований. Следовательно, мутация никогда не может перейти от апВ к гьгуР (или от спЕ к апй). Однако в пределах 7 перекрывающихся пар оснований она может быть передана путем генной конверсии между сггР и аиВ (и, следовательно, может передаваться между всеми апссайтами). Открытие такой передачи послужило основой для концепции, что все аи-сайты должны иметь общий кор, если даже общая последовательность (15 пар оснований) оказывается длиннее, чем область, вовлекаемая в образование уступа.
Если в хромосоме Е. сой сайт опх делетирован, инфицирующий фаг лямбла способен лизогенпзнровать бактерию, интегрируясь в каком-то другом сайго, однако эфь . ° ° ьь-. '' ° . Ыл,* частоты инты рации в сайт аут х такая неэффективная интеграция происходит во вторичных сайтах присоединения. Эти сайты имеют последовательности, напоминаюшие те, которые находятся внутри и вокруг обшеуо кора из 15 нуклеодитных па р. Рекомбинанты, образуемые путем вставки в эти сайты, имеют последовательности, согласуюшиеся с данными о том, что сайты псрекреста на двух цепях разлеляют 7 пар оснований.
В таких вторичных реакциях важную роль играет гомология между ннонным обменам. Пнсльлцватьльнасть пронумерована относительно центра «ора. определенной парой рекомбинируюших сайтов в 7 парах оснований коровой области; кроме того, большое значение имеет гомология с последовательностями, окружающими сайты разрезания, которые узнает белок 1пг ~ем. ниже). Сайтспецифическую рекомбинацину можно проанализировать в отношении ее ферментативного механизма, поскольку рекомбинация этого типа воспроизводима в экспериментах ш у(тго с помощью белков 1п1 и 1НЕ Роль плечевых последовательностей изучают с помощью делеций, полученных с каждой стороны от кора.
Делеции, уменьшающие размер оПР-сайта за пределы от — 152 (в Р) до + 82 (в Р'), приводят к исчезновению его функции. Для выяснения роли отдельных областей в пределах отрезка из 240 пар оснований необходимо ввести изменения в каждый из сегментов. Сайт апВ имеет меньшую длину; его функция может быть выполнена сегментом из 23 пар оснований, занимающим положение от — 11 до + 11. В этот сегмент входит лишь по 4 пары оснований с каждой стороны от кора. Фрагмент АР подобного размера ведет себя в таком эксперименте как апВ-сайт. Несоразмерность в их величине позволяет предполагать, что сайты шгР и апВ играют различную роль в рекомбиуации. Вероятно, сайт аиР обеспечивает дополиитель= пую информацию, необходимую для того, чтобы его можно было отличить от сайта аПВ.
Если реакция осуществляется между двумя суперспиральными молекулами ДНК )п у(гго, почти все супервитки сохраняются. Следовательно, не существует каких-либо свободных промежуто шых структур, в которых могло бы происходить вращение цепи. Любой свободный конец, образующийся при разрыве, сохраняется в фиксированном положении с помощью рекомбииационного фермента (или ферментов), или один конец переносится непосредственно к другому концу с образованием четырехце- 456 Часть 1Х. Сохранение ДНК в ряду поколений Кор Р -тго-тао-того-тот-во-оо -ао -вт о ят 4о ео во зорь хчооачочжоолжорочотоьоооророо'ьчоооорчоьоорорчоорхоттр й:4 ЕЛ С:::Л С::::3 ~пе ~пе апе ~пе 1::3 С::Л ! С::Л ~НР 1НР ! ! !НР ваеепаиооеи,' еваема иом ание гг ! ! отт спп тпт птп Пеево Р Кор поР' Р Ое.а.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
