Метилазы модифицирующие

Широкое распространение обмена ДНК между бактериями ставит перед ними задачу сохранения собственного генома. Далеко не всегда проникшая в клетку чужеродная ДНК.способна оказаться полезной. Более того, посторонний генетический материал может быть губительным для клетки, особенно если принадлежит бактериальному вирусу, бактериофагу. Для того чтобы бороться с чужеродной ДНК, нужно уметь отличать свою ДНК от чужой. Бактерии достигают этого те.м, что метят свою ДНК с помощью специального модифицирующего фермента. Практически все виды бактерий имеют метилазы, модифицирующие аденин или цитозин в определенной, характерной для данного вида последовательности ДНК- Другой специальный фермент, эндонуклеаза рестрикции (рестриктаза), узнает ту же последовательность и разрезает ее, если она не модифицирована, т. е. попала в клетку извне. Таким путем бактерии ограничивают возможности попадания в них постороннего генетического материала. [c.129]

Механизмом, предотвращающим смешивание генетического материала прокариот разных видов, служат процессы рестрикции и модификации ДНК, осуществляемые соответствующими ферментами. Рестрикционные эндонуклеазы (рестриктазы) расщепляют проникшую в клетку чужеродную ДНК. Они распознают специфические нуклеотидные последовательности и разрезают по ним или рядом с ними двухцепочечные молекулы ДНК. Модифицирующие метилазы клетки обеспечивают метилирование оснований своей ДНК в участках, чувствительных к рестриктазам. Модифицированные таким путем участки становятся устойчивыми к действию рестриктаз. (В противном случае молекула ДНК расщеплялась бы собственными рестриктазами.) Таким образом, процессы модификации и рестрикции обеспечивают защиту собственной ДНК от проникшего в клетку чужеродного генетического материала. [c.133]

Существование системы рестрикции — модификации связано с защитой клеток от проникновения чужеродной ДНК. В норме системы модификации осуществляет метилирование ДНК немедленно после репликации. Важно, что рестриктаза, узнающая тот же сайт, что и соответствующая метилаза, практически не расщепляет ДНК, если хотя бы одна из цепей метилирована. Чужеродная ДНК, попавшая в клетку, атакуется рестриктазой, так как эта ДНК либо не модифицирована, либо модифицирована в системе с другой специфичностью (метилирована, но по другим сайтам). Парадоксально, что рестриктазы, предназначенные защищать клетку от проникновения чужеродной ДНК, послужили мощным инструментом преодоления межвидовых барьеров переноса генетической информации. [c.139]

Модифицирующая метилаза Эндонуклеаза рестрикции [c.49]

Ферментам рестрикции в клетке всегда сопутствуют идентичные по субстратной специфичности модифицирующие метилазы, защищающие внутриклеточную ДНК от действия сопряженной рестриктазы. Учитывая близкую функциональную взаимосвязанность ферментов рестрикции-модификации следовало бы их рассматривать совместно. Однако, метилтрансферазы этого типа подробно рассмотрены в обзоре, опубликованном в 23 томе серии Молекулярная биология. Итоги науки и техники . [9]. В настоящей работе сведения об модифицирующих метила-зах, являющихся компонентами систем рестрикции-модификации, будут представлены только в той мере, в которой это будет необходимо для характеристики рестриктаз. [c.5]

Как видно из данных, представленных в табл. 24, получено довольно большое число клонов, содержащих только ген метилазы. Объясняется это тем, что как известно система RM состоит из двух ферментов — рестриктазы и метилазы. Метилаза защищает клеточную ДНК от воздействия сопряженной рестриктазы. Поэтому в общем случае отдельно можно клонировать только ген метилазы, а в случае рестриктазы необходимо клонировать оба гена одновременно или осуществлять перенос гена рестриктазы в клетки, имеющие соответствующий модифицирующий фермент. Обычная практика осуществления экспериментов направлена на реализацию именно первого подхода. Следует отметить, что во всех исследованных случаях наб- [c.188]

Открытие рестриктаз уходит корнями в исследование молекулярных основ феномена хозяйской специфичности, обнаруженного в начале пятидесятых годов, в ходе изучения эффективности посева фагов при смене хозяина [76, 234, 235]. Последующие исследования этого явления, выполненные в основном Арбером с сотр. [60, 61, 62, 126, 232], привели к раскрытию состава и особенностей функционирования штаммоспецифической системы рестрикции и модификации ДНК. В эту систему входят два специфичных для определенного штамма фермента — ДНК модифицирующий (метилаза цитозиновых или адениновых остатков ДНК) и ДНК расщепляющий (эндодезок-сирибонуклеаза-рестриктаза). Эти ферменты узнают в ДНК идентичные короткие последовательности нуклеотидов. Метилаза, модифицируя определенные основания в пределах узнаваемого участка, защищает внутриклеточную ДНК от действия рестриктазы. Проникшая в микробную клетку, обладающую системой хозяйской специфичности, немодифицированная соответствующим образом ДНК подвергается расщеплению внутриклеточной специфической эндонуклеазой. В подавляющем большинстве случаев это приводит к инактивации этой ДНК. [c.6]

Получение генов. Их возможно получать методом химического синтеза, выделением из геномов живых организмов, а также при помоши обратной транскриптазы, которая на соответствующей мРНК кодирует комплементарную ДНК (кДНК). Первый и второй методы имеют ограниченное применение. Химический синтез — достаточно длительная и дорогостоящая процедура. Вьщеление однородных фрагментов ДНК осуществляется при помощи ферментов-рестриктаз, которые узнают и расщепляют ДНК в строго фиксированных точках. Эти ферменты функционально связаны с модифицирующими метилазами следующим образом метилазы осуществляют метилирование в сайтах ДНК, которые атакуются рестриктазами. Метилирование защищает собственную ДНК клетки от неспецифической фрагментации, в то время как чужеродная ДНК немедленно разрушается. В месте разрыва полинуклеотидных цепей образуются, в частности, липкие концы, способные образовывать между собой комплементарные пары оснований. Открытие В. Арбером рестрикции и использование ее для получения генов было отмечено Нобелевской премией. В настоящее время идентифицировано более 500 рестриктаз, причем их название складывается из первой буквы рода микроорганизма и двух пер- [c.499]

ДНК бактерий данного вида защищена двумя близкими по своей специфичности ферментами 1) модифицирующей метилазой и 2) рестриктирующей эндонуклеазой. Модифицирующая метилаза отвечает за образование специфической для данного вида картины метилирования в определенньЕя коротких последова- [c.880]

У разных видов бактерий обнаружено уже свыше 150 различных рестриктирующих эндонуклеаз. Некоторые бактерии содержат больше одного набора модифицирующих метилаз и рестриктирующих эндонуклеаз. Однако ДНК вирусов бактерий научились с помощью ряда способов преодолевать рестрикционную защиту клеток их хозяев. Некоторые вирусные ДНК содержат разного рода модифицированные основания, которые позволяют им избегать расщепления ре-стриктирующими эндонуклеазами клетки-хозяина, в которую они попали. Модифицирующими группами в таких вирусных ДНК служат метильные, ги-дрокСиметильные и глюкозильные группы. Другие вирусы в ходе эволюции приобрели такие последовательности в ДНК, которые не содержат участков, узнаваемых некоторыми рестриктирую-щими эндонуклеазами. [c.881]

Структурные гены-это участки ДНК, которые кодируют полипептидные цепи, тРНК и рРНК. Вирусные ДНК содер- < жат сравнительно небольшое число генов в отличие от ДНК Е. соН, содержащей более 3000 генов. К настоящему времени расположение многих из них в кольцевой хромосоме уже устано- > влено. Бактерии защищают свою собственную ДНК путем метилирования некоторых оснований, расположенных в определенных местах молекулы, с помощью модифицирующих метилаз. При [c.890]

II и III. Все рестриктазы узнают на дв)спиральной ДНК строго определенные нуклеотидные последовательности. Однако рестриктазы класса I осуществляют разрывы в произвольных точках молекулы ДНК, а рестриктазы классов II и III узнают и расщепляют ДНК в строго определенных точках внутри сайтов узнава-нмя или на фиксированном от них расстоянии. Ферменты типов 1 и III имеют сложную субъединичную структуру и обладают двумя типами активностей — модифицирующей (метилирующей) и АТФ-зависимой эндонуклеазной. Ферменты И-го класса состоят из двух отдельных белков рестрицирующей эндонуклеазы и модифицирующей метилазы. В силу указанных причин в генной инженерии используют исключительно рестриктазы класса II. [c.139]

Рестриктазы О явлении рестрикции и модификации у бактерии уже упоминалось в гл 5. В частности подчеркивалось, что специальные ферменты — рестриктазы — узнают в ДНК определенные специфические для каждого фермента последовательности нуклеотидов и расщепляют ее, e jin она не модифицирована в этих же участках сайт-специфическими метилазами. Уже описано около 2500 рестриктаз, выделенных из разных микроорганизмов. [c.163]

На основании субъединичной структуры и потребности в кофакторах рестриктазы сначала были разделены на два типа [89]. В результате дальнейших исследований появились дополнительные критерии для классификации ферментов рестрикции. Был идентифицирован третий тип специфических эндонуклеаз [201, 307]. Основные свойства ферментов всех трех типов приведены в табл. 1, позаимствованной из обзора Юана [417]. Эта таблица представлена с незначительными дополнениями, касающимися новых сведений о субстратной специфичности сравниваемых ферментов рестрикции, отнесенных к разным типам [212, 292, 293, 319]. Включение в нее данных о модифицирующих метилазах является неизбежным, так как ферменты I и III типов представляют собой бифункциональные сложные белки, проявляющие как рестриктазную, так и ме-тилазную активность [157, 201, 307, 325, 418]. Кроме того, ферменты I типа обладают ярко выраженной АТФазной активностью [134, 418]. [c.8]

Рестриктазам в клетках сопутствуют ДНК модифицирующие метилазы. Оба фермента узнают идентичные нуклеотидные последовательности. Таким образом таксоноспецифичность характерна не только для рестриктаз, но и для метилаз, являющихся составным компонентом любой системы рестрикции-модификации. [c.27]

Интересно отметить, что имеется пример отсутствия ингиби-ции реакции метилирования даже в случае действия на субстрат метилаз, узнающих одинаковые последовательности нуклеотидов, и модифицирующих одно и то же основание в разных метах. Речь идет о МЕсоК II и ММуа I, которые узнают последовательность 5 СС(А/Т)00 и модифицируют цитозин, расположенный рядом с осью симметрии, образуя С и С соответ- [c.62]

В клетках Е. oli также имеются две метилазы, не входящие в состав систем рестрикции — модификации. Метилаза Есо dam модифицирует аденин в последовательности 5 GAT . Ее ген локализован в хромосоме на 65 минуте, а ген метилазы Есо d m (специфичность 5 СС (А/Т) GG), локализован на 37 минуте [241]. Есть данные, что эти ферменты в бактериальной клетке выполняют полифункциональную роль [242, 330]. [c.101]

Таким образом, при инфицировании немо-дифицированным фагом Я С клеток Е. соН К12 происходит одновременное расщепление фаговых молекул ДНК рестриктазой и метилирование их ДНК-метилазой, В результате конкуренции этих д ферментативных процессов часть молекул ДНК фага Я (2 1(H) успевают модифицироваться прежде, чем они подвергнутся нуклеазной атаке. Такая метилированная ДНК дает начало модифицированному фаговому потомству Я-К. Данная модификация не наследуется фагом, и при размножении Я К на . соИ С образуется фаговое потомство, ДНК которого снова неметилирована. [c.14]

Роль модифицирующей метилазы и рест-риктирующей эндонуклеазы в рестрикции, контролируемой хозяином. [c.208]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология