Рекомбинация и SSB-белок

Еш,е до того как была окончательно установлена триплетная природа кодонов, Крик и его сотрудники, остроумно использовав мутации со сдвигом рамки, доказали, что генетический код действительно составлен из нуклеотидных триплетов. Рассмотрим, что произойдет при спаривании двух штаммов бактерий, каждый из которых несет мутацию со сдвигом рамки (например, делецию —1). В результате генетической рекомбинации могут образоваться мутанты, содержаш,ие обе мутации со сдвигом рамки. Однако распознать такие рекомбинанты будет трудно, так как (согласно практически любой теории кодирования) они по-прежнему будут продуцировать полностью дефектные белки. Крику и его сотрудникам удалось, однако, ввести в тот же ген третью мутацию со сдвигом рамки того же типа и наблюдать, что рекомбинанты, несуш,ие все три делеции (или вставки), были способны синтезировать, по крайней мере частично, активные белки. Это объясняется просто. Делеции одного или двух нуклеотидов полностью инактивируют ген, тогда как при делеции трех нуклеотидов, расположенных в пределах одного гена и близко друг от друга, ген укорачивается лишь на три нуклеотида. В гене будет содержаться в этом случае лишь небольшая область с измененными кодонами. Кодируемый белок будет нормальным, за исключением небольшого участка, в котором некоторые из аминокислот будут заменены, а одна будет полностью отсутствовать. Мы уже знаем, что в большинстве белков полностью инвариантна лишь сравнительно небольшая доля аминокислот. Таким образом, очень часто ген, в котором модифицирована небольшая область, может синтезировать функционально активные продукты при условии, что не произошло сдвига рамки считывания. [c.252]

Как показано на рнс. 15-22, хромосома обычно подразделяется на четыре оперона короткий — продуцирующий репрессор, ранний левый, ранний правый и поздний ). Ранние опероны детерминируют в основном синтез ферментов, обеспечивающих репликацию и рекомбинацию, а также синтез регуляторных белков. Поздний оперон связан с синтезом белков, необходимых для организации вирусных частиц он должен транскрибироваться с более высокой скоростью, которая обеспечивается Продуктом гена Q. В пределах позднего оперона гены от А до F участвуют в упаковке ДНК фага Айв образовании головок, тогда как гены от 2 до / обеспечивают синтез и сборку отростков. Гены S -а. R продуцируют белки, вызывающие разрушение мембраны бактерии-хозяина и лизис клетки. На последних стадиях фазы литического развития большая часть ранних генов выключается другим репрессором фага X (кодируемым геном его). Из сказанного видно, что регуляция транскрипции даже у вирусов может представлять собой достаточно сложный процесс. [c.261]

Рис. 5.5. Схема процесса общей рекомбинации с участием белка гес B D

Существование этих четырех совершенно различных групп белков дает прекрасный пример того, как природа решает некоторые проблемы координационной химии (в данном случае обратимой координации кислорода) не одним, а несколькими способами. Даже механизм, связывающий константу равновесия со степенью оксигенации всего белка, был создан природой не только для гемоглобина, но и для гемоцианина. Однако полученные недавно функционально активные кобальтсодержащие аналоги гемоглобина и миоглобина показывают, что природа перепробовала не все возможные решения этой проблемы даже в пределах комплексов из тех металлов, аминокислот и других лигандов, которые имеются в ее распоряжении. Кобальтовые аналоги характеризуются меньшим сродством к кислороду, чем нативные белки [207], но pH и дифосфоглицерат влияют на них примерно так же, как и в случае гелюглобинов. Гем-гемовые или гомотропные взаимодействия в кобальтовых аналогах выражены слабее, чем в исходных белках [108]. Кобальтовые аналоги получены путем диссоциации гемоглобина или миоглобина на белок и железопорфирин (разд. 7.4) и последующей рекомбинацией белка с кобальтовым аналогом железопорфирина. [c.145]

Для успешного протекания рекомбинации необходим SSB-белок, который покрывает образованную в результате действия Re B D-белка одноцепочечную ДНК и предохраняет ее от действия нуклеазы без SSB-белка нуклеаза Re B D in vitro, вместо того чтобы осуществлять описанную реакцию, деградирует обе цепи ДНК [c.91]

ИЗ цепей ДНК дефектна (например, содержит тиминовый димер или АР-сайт), а комплементарная цепь не могла быть синтезирована из-за дефекта в матрице и поэтому напротив поврежденного участка остается незастроенная брешь (см. рис. 47). Единственный способ безошибочной репарации такого повреждения — это использовать в качестве эталона второй полученный при репликации дуплекс ДНК. т. е. использовать рекомбинацию для репарации повреждения. У Е.соН эту задачу способен выполнить Re A-белок вместе с ферментами репарации. Для НесА-белка одноцепочечный участок двуспиральной молекулы ДНК, содержащий повреждение, является излюбленным участком связывания. Связавшись с таким местом, Re A-6e-лок вовлекает его в рекомбинационное взаимодействие с гомологичным неповрежденным дуплексом, причем как разорванная, так и поврежденная цепи ДНК оказываются спаренными с неповрежденными комплементарными цепями, что позволяет их репарацию описанными в предыдущей главе репарационными системами (рис. 62). Таким путем осуществляется пострепликативная, или рекомбинационная, репарация. Аналогичным образом за счет рекомбинации происходит репарация двуцепочечных разрывов ДНК. [c.94]

Совершенно аналогичную стратегию использует возбудитель возвратного тифа ВогеШа, который за счет рекомбинации время от времени меняет структуру поверхностного белка, являющегося главным антигеном, распознаваемым иммунной системой челове-ческого организма. [c.101]

Суть его. можно представить следующим образом (рис. 146). В результате первого раунда репликации возникают два дочерних луплекса с одноцепочечны.ми З -конца.ми (как и при репликации геио-ма фага Т7). Но геном Т4 характеризуется кольцевыми перестановками (см. рис. 134), Поэтому если клетка заражена несколькими фаговы.ми частицами, то концевая последовательность одной молекулы фаговой ДНК будет соответствовать внутреннему участку другой молекулы. При помощи специальных фагоспецифических белков одноцепочечный З -конец первой молекулы может внедриться во внутренний район другой. молекулы в результате появляется затравка, способная обеспечить дальнейшее удлинение цепи. В конечном счете возникает молекула, которую можно рассматривать как разветвленный конкатемер. Отметим, что рекомбинационная итшиации и.меет место и тогда, когда клетка заражается единственной фаговой частицей (рекомбинация в этом случае происходит между одинаковыми дочерними. молекулами-) [c.279]

Выщепление профага из клеточной хромосомы — это также результат сайт-специфнческой рекомбинации, но на этот раз между участка.ми ВОР и РОВ, которые на.ходятся на концах интегрированной вирусной ДНК (рнс. 149). Особенность реакции выщеп-ления — потребность в дополнительном белке, продукте фагового гена xts. Такая потребность возникает вследствие того, что фаговая интеграза сама по себе слабо взаимолейсгвует с участком РОВ. [c.284]

Последующие события в схематическом виде представляются следующим образом (рис. 151 . Участок фаговой ДНК со сближенными концами контактирует с каким-либо участком клеточной хромосомы, причем это может быть любой (или почти любой) участок клеточной ДНК. Далее под действием вирус-специфических белков происходит рекомбинация. В обе цепи клеточной ДНК на расстоянии пяти нуклеотидов вносятся однонитевые разрывы кроме того, однонитевые разрывы вносятся в вирусную ДНК — по границе между Ь- и К-концами и вирус-специфическими последовательностями. При этом выступающие 5 -концы клеточной ДНК ковалентно соединяются с З -концами вирус-специфической ДНК. Старые Ь- и К-концы фаговой ДНК удаляются, и после репарации брешей фаговый геном оказывается встроенным в клеточную хромосому и окруженны.м вновь появившимся повтором клеточной ДНК длиной 5 п. н. Возможны две разные ориентации профага относительно клеточных генов расположение генов в профаге н в ДНК вирусной частицы одинаково. [c.287]

Мишенью действия М. в клетке являются гл. обр. ДНК и, возможно, нек-рые белки. К последним относят в осн. белки, играющие структурную роль в организации генома или тфинимающие участие в репликация (самовоспроизведении молекулы нуклеиновых к-т), рекомбинации (перераспределении генетич. материала родителей в потомстве) или шпа-рации (восстановлении поврежденной структуры ДНКУ [c.151]

Механизм Т. включает необратимую адсорбцию ДНК клетки-донора (напр., вьщеляемую в среду в результате лизиса клеток) на пов-сти клетки-реципиента. Хорошо адсорбируется лишь ДНК, имеющая мол. массу не менее 300 тыс. У большинства бактерий адсорбироваться может ДНК любого происхождения. У гемофильных бактерий адсорбируются лишь такие фрагменты ДНК, к-рые несут специфич. последовательности из 11 пар нуклеотидов, характерных лишь для ДНК таких бактерий. Видоспецифич. адсорбция характерна также для гонококков. Адсорбция осуществляется на спец. рецепторах, где ДНК связывается с особыми белками и втягивается в клетку. При этом одна из нитей ДНК разрушается благодаря нуклеазной активности связывающих ДНК белков, и в клетку поступает уже однонитевая ДНК. Она тут же обволакивается молекулами белков, к-рые защищают ДНК от клеточных экзонуклеаз и способствуют ее контакту с хромосомой, а затем рекомбинации с ней. На этом процесс Т. завершается. [c.626]

В процессе сайт-специфической рекомбинации в обмен вступают короткие специфические нуклеотидные последовательности одной и той же или обеих спиралей ДНК, распознаваемые особым сайт-специфическим ферментом, что приводит к трансформации распределения нуклеотидных последовательностей в геноме. Любые комплементарные взаимодействия между двумя гомологичными спиралями ДНК возможны лишь тогда, когда в одной из двух цепей происходит разрьш. К числу факторов, вызывающих такие одноцепочечные разрывы, относят химические агенты, некоторые виды излучения, специфические белки. Например, у Е. соИ обнаружен белок гес B D, который вызывает в молекулах ДНК одноцепочечные разрьшы. Белок гес B D представляет собой ДНК-зависимую АТРазу, которая действует как ДНК-хеликаза, перемещающаяся по спирали ДНК и вызывающая ее расплетение. Под влиянием этого белка, обладающего нуклеазной и хеликазной активностью, на двойной спирали ДНК возникает разрыв с образованием одноцепочечного участка ус (whisker) (рис. 5.5). [c.112]

В процессе общей генетической рекомбинации центральная роль отводится комплементарным взаимодействиям нуклеотидных последовательностей. Кроме того, этот процесс требует участия особого белка гесА с Mr, равной 38 кДа. Белок гесА прочно связывается в виде крупных кластеров с одиночными цепями ДНК, одновременно удерживая и двойную спираль. За счет двух сайтов данный белок имеет еще один участок — для связывания и гидролиза АТР, т.е. он представляет собой ДНК-зависимую АТРазу. Благодаря особенностям белка гесА осуществляются од- [c.113]

Нековапентные семисинтезы основаны на том факте, что различные белки после расщепления на фрагменты и их разделения прн рекомбинации образуют биологически активные нековалентные комплексы. Классический пример — рибонуклеаза А из поджелудочной железы быка (рис. 3-24), которая расщепляется бактериальной протеазой субтилизином на так называемые 5-пептид (1—20) и 5-белок (21—124), а после рекомбинации разделенных продуктов расщепления показывает полную ферментативную активность. Для рекомбинации с нативным 5-белком использовались аналоги 5-пептида, синтезированные химически, при этом были получены ценные данные по связи между структурой и функцией. [c.218]

Изучены и другие белки, и особенно альбумины G2, представленные двумя разными типами, каждый из которых включает по пять полипептидов, а также пять других групп белков, обозначенных как А, В, D, Е и F [23]. Удалось установить сцепление генов фазеолина и группы В (число рекомбинации 33 %), с одной стороны, и, альбуминов G2 и группы F (число рекомбинации близко к 5—9% соответственно скрещиваниям), с другой стороны [23] (табл. 2.10). [c.58]

Фазеолины Группа тесно сцепленных генов, наследуемых в блоке как единый ген аллели кодоминантны гены сцеплены с генами белков группы В. Рекомбинация 33 % [23] [c.58]

Гонококки, экспрессирующие пилин (Р+), с заметной частотой прекращают синтез этого белка <Р ) за счет утраты активного гена в локусе pH Е. Утрата гена (или его части), видимо, про исходит за счет рекомбинации с участием высококонсервативных повторяющихся последовательностей в составе гена. Восстановление активного гена пилина происходит путем рекомбинационного взаимодействия остатков исходного гена с гомологичными последовательностями одной из молчащих копий, кодирующих другие варианты пилина и расположенных в локусе рИ 5] [c.102]

Рекомбинационные процессы играют также ведущую роль в эволюции строения геномов в целом. Дело в том, что перестройки генетического материала часто можно объяснить рекомбинацией между гомологичными последовательностя.ми, оказавшимися в негомологичном положении (роль таких последовательностей могут выполнять, например, мобильные генетические элементы см. гл. V). На рис. 81 (см. с. 126) показан один важный частный случай ошибочной рекомбинации — неравный кроссинговер. В результате этого процесса генетический материал одной из гомологичных хромосо.м делегирует, но в другой хро.мосо.ме возникает дупликация. Считается, что такие дупликации играют важную роль в возникновении родственных, но различных генов, поскольку присутствие в геноме лишних копий какого-либо гена позволяет им сравнительно свободно из.ме-няться, что, в принципе, может привести к возникновению новых функций белка — продукта гена. По всей вероятности, это один из путей возникновения мультигенных семейств, характерных для геномов высших эукариот и кодирующих белки со сходными, но различными функциями. [c.109]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология