Льюин (Левин) - Гены - 1987 (947308), страница 203
Текст из файла (страница 203)
° рис. 35 !4 Белки !пт н !НГ связываются с различными сайтами в апР. Последовательности, узнаваемые белком !о! в коре, включают санты разрезания. почечной промежуточной структуры. Разрыв и воссоединение могут быть осуществлены ферментом, напоминающим по активности топоизомеразу 1, с тем отличием, что в этом случае разрезанная цепь ошивается вместе с разрезанной цепью другой, а не той же молекулы. В такой процесс может быть вовлечен белок 1пт, так как он проявляет активность (довольно слабую) топоизомеразы 1, что приводит к релаксации отрицательно суцерспиральной ДНК. Как белок 1пг, так и белок 1НГ связываются со специфическими сайтами в ип-ДНК ш чйго. Для осуществления рекомбинации на одну рекомбинантную ДНК необходимо около 20-40 молекул 1пг-белка с мол.
массой 40000. Белка 1НГ требуется еще больше, примерно 70 молекул с мол. массой 20000 дальтон на рекомбинант. (Белок 1НГ содержит субъеднницы с мол. массой ! ! 000 и 9500.) Высокая стехиометрия свидетельствует о том, что белки не функционируют каталитнчески, а образуют какую-то структуру, которая поддерживает только одно рекомбинационное событие. Белки 1п! и 1НГ связываются со специфическими сайтами в ан-области, Связывающие сайты представлены на рис. 35.14.
Белок 1п! связывается с сегментом из 30 пар оснований, окружающих область кора, с последовательностью той же длины в Р' и двумя отдельными, более короткими чем !5 пар оснований, последовательностями в Р. Различия в длинах отдельных сайтов, вероятно, отражают число связывающих мономеров белка 1п!. (Связывание 1пг с аиВ напоминает связывание в коробласти иггР.) Белок 1НГ связывается с последовательностями примерно из 20 пар оснований в «плечах» апР; сайты связывания белка 1НГ расположены почти рядом с 1пг-сайтами.
Белки 1п! и 1НГ покрывают большую часть последовательности аиР. Характер связывания белка 1п! в плечевых областях и коре различен. Во-первых, в плечевых областях связывающие сайты родственны обобщенной последовательности из 8 пар оснований, которая отсутствует в области кора. Во-вторых, белок 1п! способен связываться с фрагментами ДНК, оздержашими последовательность СААСТТ)п)ТТ. Родственные с ней последовательности найдены в местах сочленения кор— плечо атгР и апВ в инвертированной ориентации. Эти последние сайты окружают сайты разрезания кора, как показано на рис.
35.!4, что ставит белок 1и! в правильное положение для выполнения рекомбинации. Если определить на двойной спирали локализацию участков кора, связывающихся с белком 1пт, то окажется, что практически все они располагаются на одной стороне ДНК. При связывании белка 1п! с апР образуется комплекс, в котором все сайты связывания могут находиться на поверхности белкового олигомера, Реакция включает обертывание ДНК протяженностью около 230 пар оснований вокруг 4 — 6 мономеров белка 1п!. Весьма вероятно, что этот комплекс промежуточный, что далее он вступает в реакцию с ииВ, в котором единственной областью, узнаваемой белком 1п! является последовательность кора. Ассиметрия реакций внедрения н исключения доказана тем фак~ом, что белок 1п! способен образовывать подобный комплекс с сайтом апй только в присутствии белка ХЬ.
Этот комплекс способен спариваться с комплексом, ко~орый образует белок 1п! в сайте аггЕ. В данном случае участие фактора 1НГ не требуется. Сложность сайтспецифической рекомбинации может быть обусловлена необходимостью регулировать реакцию таким образом, чтобы при переходе вируса в состояние профага происходила интеграция, а при вступлении профага в литический цикл развития-исключение. Нужная в данной ситуации реакция осуществляется благодаря контролю количества белков 1п! и НВ. Рекомендуемая литература Рекомбинации посвящены многие обзоры последних лет.
Среди них особого внимания заслуживает обзор Дресслера и Поттера (Ргезк!ег, Ропег, Апп. Кеч. В!ос)тегпп 51, 727 — 761, !982), рассматривающий механизмы рекомбинации и роль КесА-белка. Сталь в своем обзоре связывает известные механизмьа рекомбинации с фактами, описанными ранее на грибах и, кроме того, обсуждает роль горячих точек (Вга)а), Апп. Кеч. Степе!и 13, 7 — 24, !979). Механизм сайтспецифической рекомбинации бактериофага лямбда обсуждается в обзоре Нэша (А'аз)а, Апп.
Кеч. еЭепетп 15, !43-!67, !98!). Часть Х ДИНАМИЧНОСТЬ ГЕНОМА: ПОСТОЯННОЕ ИЗМЕНЕНИЕ ДНК Элементы, содержащиеся в хроносомах кукурузы ... предназначены для контроля действия генов и индукции в них наследственных модификаций, влияющих на это действие. Эти элементы были открыты благодаря их способности менять свое положение в геноме: исчезать и появляться в новых местах хромосом. Присутствие такого элемента в покусе известного гена или вблизи него влияет на проявление данного гена. Эти элементы получили название контролирующих...
Можно думать, что они представляют собой некую внехромосомную субстанцию, способную присоединяться к хромосоме и воздействовать на активность генетического субстрата в этом участке. Однако способы действия контролирующих элементов не подтверждают это предположение. Скорее они свидетельствуют о том, что контролирующие элементы являются компонентами хромосом н обладают таким большим количеством специфических активностей и способов их проявления, каким должны обладать гены... Транспозиции контролирующих элементов либо являются результатом какого-то еще неизвестного механизма, либо происходят во время процесса редупликации хромосомы и представляют собой его следствие.
Барбара Мак-Клинток, 19$8 Глава 36 ТРАНСПОЗИРУЮЩИЕСЯ ЭЛЕМЕНТЫ БАКТЕРИЙ До недавне1о времени было принято считать, что геномы про- и эукариот статичны, что последовательности, образующие их, подвергаются только медленным эволюционным изменениям. Мы привыкли к мысли, что генетическая карта отражает порядок расположения известных генов; подразумевается, что неидентифицированные последовательности также сохраняют постоянное место в геноме.
На стабильность генетической организации указывает наличие родственных последовательностей у представителей дивергировавших видов, например у человека и обезьяны. Различие во времени генераций прой эукариот свидетельствует о том, что они эволюционируют с разной скоростью, но даже у прокариот ор~анизация генома меняется относительно медленно. Например, очень сходныс генетические карты имеют разные бактериальные виды Е.
гай и 5. гураипиг)ып. Эволюция генов происходит как в результате приобретения новых последовательностей, так и в результате перераспределения уже имеющихся. Новые последовательности могут быль введены с помощью векторов или появляться при мутировании существующих генов. Возникновение новых последовательностей возможно также в результате перестроек генетического материала. Такие перестройки могут измени.п, и функции имеюгцихся генов путем создания для них новых условий регуляции, «Традиционная» эволюция генома связана с механизмами, которые хорошо известны в течение многих лет. У прокариот за осуществление генетических обменов ответственны внехромосомные элементы. Плазмиды способствуют коныогации бактерий, в то время как фаги осуществляют инфекционный процесс.
И те и другие иногда переносят вместе с автономным репликоном гены клетки-хозяина. У эукариот в каждой генерации происхолит реципрокная рекомбинация между соответствующими сайтами на гомологичных хромосомах; очень редко она сопровождается дупликацией илн перестройкой покусов.
Такая реорганизация, по существу, представляет собой побочный эффект обычных механизмов, включаемых в генетическую рекомбинацию и (или) синтез ДНК (таких, как неравный кроссинговер или конверсия гена), Механизмы, ответственные за транслокацию между нсгомологичными хромосомами. остаются неизвестными. Потенциальная возможность для цзменещгй прокапиотдческих и эукариотических геномов обесцейивается способно~гцо,.определенных последовдхедьностей пепеме,ч.ю. «хаза »Й й ""»""х"" "" Р му " * " ~М тваиейозоипв. В ДНК прокарио'г 'было йайдено множег ство элементов этого типа. Бактернальцые транспозиции включают дупликацию элемента: одна копия сохраняется в исходном донорном сайте, в то время как другая появляется в новом реципиентном сайте, или сайте-мишени.
Транспозиция не основана на каком-либо родстве между последовательностями в донорных и реципиентных сайтах, и это отличает ее от всех других механизмов, участвующих в перестройках ДНК. Каждый транспозон несет гены, требуемые для его собственной транспозиции, хотя для этого необходимы также функции генома, в котором находится транспозон (в частности, ДНК-полимераза и ДНК-гираза хозяина).
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
