Рестрикции модификации систем

У эукариотических клеток, по-видимому, отсутствует аналог бактериальной системы рестрикции-модификации. Хотя у эукариот имеется метилированная ДНК и по крайней мере у некоторых — сайт-специфические эндонуклеазы (см. гл. IV). они не образуют единую защитную систему. Таким образом, защита эукариотических клеток от вирусов основана на совершенно других механиз.мах. [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]

В системах рестрикции-модификации типа III субъединица ДНК-метилтрансферазы (Mod) распознает асимметричный сайт рестрикции (рис. 2) [76]. Эндонуклеаза (Res) может выполнять свои функции только в комплексе с Mod-субъединицей, причем [c.50]

Рестриктазы — сайт-специфические эндонуклеазы, составляющие часть системы рестрикции-модификации. [c.499]

В двух рекомбинантах, отобранных при скрещивании одного природного штамма с лабораторным, удалось выявить наличие СХС, которая, согласно данным перекрестного тестирования Х фага на штаммах, содержащих известные системы рестрикции-модификации, функционирующие в Е. соИ. и исследуемым, оказалась новой. [c.133]

Для нормального функционирования аппарата исправления ошибок, связанных с включением неправильных нуклеотидов, необходимо располагать механизмом, позволяющим отличать новосинтезированную цепь ДНК от родительской матричной цепи. В противном случае с вероятностью 1/2 будет происходить исправление нуклеотида в родительской цепи, приводящее к закреплению потенциально мутагенной ошибки, допущенной ДНК-полимеразой. Вероятно, для установления различий между родительской и дочерней цепями ДНК в Е. соИ используется метилирование аденина в последовательности GAT . Эта палиндром-ная последовательность обычно метилирована в обеих цепях родительской ДНК. При полуконсервативной репликации метилированной ДНК образуется дочерняя ДНК, в которой одна цепь, пришедшая от родительской ДНК, метилирована, а новообразованная цепь в течение некоторого времени после выхода из области репликативной вилки остается неметилированной. Следует заметить, что метилирование новообразованной цепи ДНК осуществляется ферментом, отличным от метилаз, входящих в систему рестрикции—модификации, обсуждавшуюся в гл. 9. Бактерии dam , дефектные по метилированию аденина в результате нарушения синтеза соответствующей метилазы характеризуются повышенной частотой спонтанных мутаций, что подтверждает гипотезу об участии метилазы dam в системе исправления ошибок репликации. [c.123]

В настоящее время из огромного числа известных рестриктаз и метилаз, клонированы гены всего лишь 48 систем рестрикции—модификации и 26 метилаз, относящихся к системам КМ (табл. 23 и 24). Развитие этого направления исследований условно можно разделить на два этапа. На первом этапе в течение довольно продолжительного времени (1978 г.) [c.180]

Клонированные гены М, принадлежащие к системам рестрикции-модификации II типа [c.184]

Распространенность рестриктаз. Рестриктазы необычайно широко распространены в мире микроорганизмов. Показано, что рестрикция и модификация не коррелируют с патогенностью. Не обнаружено и зависимости от потребления кислорода, т. е. R-M системы имеются и в аэробах, и в анаэробах. Строение клеточной стенки также не накладывает ограничений на присутствие систем рестрикции-модификации. Необходимо подчеркнуть, что рестриктазы и метилазы не являются обязательными компо- [c.21]

На эффективность хромосомной трансформации не влияет система рестрикции реципиентной клетки, так как одноцепочечные фрагменты ДНК не являются субстратом для рестриктаз, а в образуемом с хромосомной ДНК дуплексе одна из нитей модифицирована. Уровень плазмидной трансформации для клеток с нативной системой рестрикции-модификации снижается, причем тем больше, чем больше мест действия данной рестриктазы имеется на плазмидной ДНК. Эти данные указывают на то, что, хотя в клетку входят индивидуальные цепи плазмидной ДШС, они затем могут формировать двухцепочечные участки (см. рис. 10.3, г), которые уже чувствительны к действию рестриктаз. [c.237]

Системы рестрикции-модификации типа II устроены наиболее просто [74, 75]. В таких системах модифицирующая ДНК-ме-тилтрансфераза функционирует в виде свободного мономера, а эндонуклеаза рестрикции - в виде димера, причем эти два фермента не зависят друг от друга. Рестриктазы типа II узнают специфические последовательности нуклеотидов в точке расщепления ДНК или непосредственной близости от нее, они активны в присутствии ионов Mg2+ без каких-либо дополнительных кофакторов и чаще всего используются при молекулярном клонировании, а также в ДНК-диагностике. [c.50]

Так как плазмида входит в протопласт в виде двухцепочечной молекулы, система рестрикции-модификации клетки-реципиента будет существенно снижать эффективность трансформации при наличии в плазмиде соответствующих сайтов рестрикции. Аналогичная ситуация возникает также при введении в протопласты хромосомной ДНК. [c.239]

Системы рестрикции II типа обнаружены у очень многих бактерий. Эти системы состоят из двух отдельных ферментов, рестриктазы н метилазы, узнающих одну и ту же последовательность ДНК — сайт рестрикции. Если сайт рестрикции не метилирован, то рестриктаза вносит в него двуцепочечный разрыв. ДНК не подвергается рестрикции, если хотя бы одна цепь метилирована. Такие свойства предохраняют собственную ДНК бактерий от рестрикции собственная ДНК либо полностью метилирована по всем сайтам рестрикции, либо, после репликации, патуметилирована. На полуметилированные сайты рестрикции действует метилаза и метилирует их полностью. Как и прочие клеточные метилазы, метилазы системы рестрикции-модификации в качестве донора метильных групп нс-патьзуют 5-аденозилметионин. В табл. 7 для примера приведены данные о некоторых рестриктазах и метилазах II типа. [c.130]

Существование механизмов переноса генетической информации с помощью фагов и плазмид позволяет предполагать, что архебактерии должны каким-то образом защищать собственный генетический материал от чужеродного. У эубактерий эта проблема реще-на с помощью системы рестрикции-модификации. У эукариот такой системы нет, они выработали иные механизмы генетической изоляции. Найдено, что архебактерии обладают системой рестрикции-модификации, аналогичной эубактериальной. [c.412]

Система рестрикции-модификации Размер рибосом и рРНК Типы некоторых рибосомальных белков [c.416]

Большинство рестриктаз класса II узнают на ДНК последовательности, содержащие от 4 до 6 нуклеотидных пар, обладающих осью симметрии второго порядка. В 1973 г. американские И1-следователи X. Смит и Д. Натане предложили номенклатуру для обозначения ферментов системы рестрикции — модификации. В соответствии с этой номенклатурой, которая сегодня является общепринятой, первая буква рода и две первые буквы вида образуют состоящие из трех букв сокращения источника выделения фермента. Эндонуклеазы обозначают символом R, метилазы — М. Если из одного типа клеток выделены два или больше ферментов рестрикции, то их нумеруют соответственно римскими цифрами. Исходя из этой номенклатуры рестриктазы Е. oli [c.139]

Эти ферменты являются компонентами системы рестрикции — модификации прокариотических клеток, которая предназначена для их защиты от чужеродных ДНК. К рестрикционным эндонуклеазам относятся также и все другие ферменты, специфически расщепляющие ДНК по определенной последовательности, хотя часто их роль в процессах рестрикции — модификации не доказана. В зависимости от характера узнаваемой нуклеотидной последовательности ( сайта ), мест расщепления и условий реакции ре-стриктазы делятся на три класса. [c.309]

На первом этапе происходит выщепление плеча сшивки ферментами uvr-системы — системы эксцизии, на втором — защита однотяжевого участка от действия нуклеаз с помощью фермента рестрикции-модификации (RMh), который в обычных условиях обеспечивает клетке способность узнавать и разрушать чужеродную ДНК, на третьем — заполнение бреши в ходе синтеза de novo при помощи продуктов генов гее А и lex А. Если же в клетке представлен второй геном, неповрежденный в данном сайте, то заполнение бреши идет рекомбинационным путем, контролируемым продуктами гена гес А. [c.303]

Становление генной инженерии связано с открытием и использованием специального класса ферментов — специфических эндонуклеаз, или рестриктаз. Ферменты этого типа являются составной частью системы рестрикции — модификации прокариотических клеток. Разл.1чают три основных класса рестриктаз [c.139]

Рестриктазы класса II. Системы рестрикции-модификации класса II состоят из отдельных белков рестрикционной эндонуклеазы и модификационной метилазы. Поэтому рестриктазы данного класса можно выделить в индивидуальном состоянии, свободном от метилазной активности, что в значительной мере упрощает их изучение и последующее использование для расщепления молекул ДНК. [c.16]

Системы рестрикции-модификации типа IV распознают асимметричные последовательности, отступя от которых на определенные расстояния, делают разрезы ДНК, что сближает их с системой IIS (см. ниже и рис. 2) [77]. Однако, в отличие от IIS, в системе типа IV эндонуклеазная и ДНК-метилтрансферазная активности находятся в составе одной полипептидной цепи, а эндонуклеазная активность стимулируется S-аденозилметионином. Эта метилтрансфераза метилирует лишь одну цепь ДНК, чего недостаточно для подавления рестрикции в данном сайте. В системе типа IV обнаружена вторая метилтрансфераза, которая метилирует обе цепи ДНК, что делает сайт устойчивым к соответствующей эндонуклеазе. [c.51]

Первые рестрикционные эндонуклеазы были выделены в 1968 г. из штаммов Е. oli В и К [232, 266]. Оказалось, что системы рестрикции-модификации довольно ц1ироко распространены у бактерий. Из различных штаммов микроорганизмов были выделены ферменты рестрикции-модификации, различающиеся между собой по структурной организации, потребностям к кофакторам и особенностям субстратной специфичности. [c.6]

За родо-видовым обозначением следует обозначение штамма, например ЕсоВ, ЕсоК. В том случае, если система рестрикции-модификации контролируется генами вируса или плазмиды, указывается символ нехромосомного элемента, например, E oR. Если необходимо указать и штамм, и нехромосомный элемент, обозначение штамма приводится в скобках, например, Есо(В)Р. [c.7]

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]

Методом генетического анализа в исследованных немногочисленных случаях было установлено, что система хозяйской специфичности в случае ферментов И типа контролируется двумя (г и т) генами [64, 413]. Также в этих опытах была показана нежизнеспособность щтаммов с генотипом г+Ш [64, 413], что вполне понятно учитывая функцию метилазного компонента в системе двух сопряженных ферментов. На этом же этапе исследований было установлено, что гены ферментов рестрикции-модификации могут быть локализованы на плазмидах [167, 389]. В настоящее время предполагается, что некоторые гены гт расположены в бактериальных хромосомах [180, 194, 306, 350, 363, 389], хотя строго говоря этот вывод экспериментально подтвержден только в случае BsuR I [375]. Имеется пример фаговой локализации генов, контролирующих структуру ферментов RME oP 1, относящихся к 111-ему типу [184, 351]. В от- [c.100]

Интересной особенностью обсуждаемой системы рестрикции модификации является неравномерное распределение Taq I сайтов между генами. В гене рестриктазы их имеется 7, а метилазы — ни одного, что является статистически достоверным отклонением от предсказуемого их распределения. Высказывается предположение, что такое расположение Taq I сайтов имеет какую-то регуляторную функцию. Возможный механизм такой регуляции мог бы заключаться во взаимодействии эндонуклеазы с незащищенными метилированием Taq I сайтами в гене рестриктазы, что исключило бы его транскрипцию. Тем самым был бы прекращен синтез фермента до тех пор пока клеточная ДНК Т. aquati us не подверглась бы модификации по всем незащищенным сайтам. Такой механизм мог бы играть определенную роль в ходе установления RMTaq I в новом хозяине и придал бы клеткам способность выживать в случае вариации степени метилирования ДНК- [c.109]

Различные системы рестрикции-модификации, кодируемые одной и той же бактериаль- [c.14]

Ферменты рестрикции-модификации в общем виде обозначаются как эндонуклеаза R или метилаза М с последующим определением названия системы, например эндонуклеаза R-Hindu или метилаза М-ЯгиёП. [c.15]

Гены R-M систем могут локализоваться на бактериальных хромосомах, плазмидах, вирусных ДНК. Ряд генов R-M систем класса II удалось проклонировать и расшифровать последовательность их нуклеотидов. Наблюдается большое разнообразие генетической организации систем рестрикции-модификации у разных микроорганизмов (рис. 1.10), но общим является сцепленность генов г (рестриктазы) и т (метилазы) и строгая координация их экспрессии. В частности, это показано для системы рестрикции-модификации ЕсоШ, имеющей термочувствительную мутацию по гену метилазы. При непермиссивной температуре (при которой метилаза инактивирована, а рестриктаза нативна) происходит гибель клеток из-за расщепления собственной ДНК. [c.20]

Получение векторных молекул на основе ДНК фага А сводится к введению мутаций по участкам действия рестриктаз в существенной для размножения фага области генома с сохранением их в несущественной области. Поскольку клетки Е. соИ, обладающие системой рестрикции-модификации oRI, пермиссивны для фага А, именно для рестриктазы ЕсоШ были получены первые векторные фаги А. Это обусловлено тем, что мутанты фага А по местам действия рестриктазы ЕсоШ можно достаточно просто получать и отбирать в системе in vivo. Схема данного подхода состоит в следующем. Фагом А попеременно инфицируют клетки Е. соИ, имеющие систему рестрикции-модифи- [c.99]

По такой схеме были получены первые векторные фаги Я для клонирования oRI-фраг-ментов (см. рис. 2.16, б, в 2.17, а, б). Для конструирования векторов, содержащих участки гидролиза другими рестриктазами, такой подход неприемлем, так как фаг Я не способен размножаться на бактериях, обладающих соответствующими системами рестрикции-модификации. В этом случае возможны другие методы создания векторных ДНК. Так, для рестриктазы Яг ёШ вектор был получен путем рекомбинационной замены сегмента ДНК фага Я, содержащего shnXe, на гомологичную область ДНК близко-родственного лямбдоидного фага 80, не имеющую //wdIII-места гидролиза (см. рис. 2.16, д). [c.100]

Стрептомицеты не обладают физиологической компетентностью для генетической трансформации, но данное затруднение легко преодолевается при использовании протопластов клеток. Необходимо учитывать, что многие штаммы стрептомицетов несут гены системы рестрикции-модификации. Особенно это характерно для промышленных штаммов, отбираемых с учетом их приспособленности к культивированию в больших ферментерах. Одним из параметров такой приспособленности является устойчивость клеток к фаголизису, которая часто может обеспечиваться высоким уровнем рестриктазной активности. [c.275]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология