Одноцепочечная ДНК, Рекомбинация

Рис. 5.6. Схема начального одноцепочечного обмена между двумя гомологичными двойными спиралями ДНК в процессе общей рекомбинации

ГЕТЕРОДУПЛЕКСНАЯ (ГИБРИДНАЯ) ДНК. Образуется при спаривании одноцепочечных комплементарных ДНК из разных родительских дуплексов возникает в процессе генетической рекомбинации, [c.520]

Полухиазму можно разрезать двумя способами (рис. 56). В одном случае окажется, что рекомбинирующие молекулы обменялись сравнительно короткими одноцепочечными участками, образовавшими гетеродуплексные районы. При друго.м способе рекомбинирующие молекулы обмениваются своими частями, находящимися по обе стороны от места образования полухиазмы, часто и.менно этог случай называют собственно рекомбинацией. [c.86]

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]

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]

В основу одной из моделей рекомбинации были положены данные, полученные при изучении фагов к и Т4. Согласно этой модели, ген ехо -фага % (рис. 15-22) не нужен для репликации, но необходим для -общей рекомбинации. Продуктом этого гена является, как это было показано, 5 -3 -экзонуклеаза. Возможный механизм действия этого фермента в процессе рекомбинации показан на рис. 15-31. Процесс начи- нается действием эндонуклеазы, осуществляющей одноцепочечные разрывы в произвольных местах двухцепочечных молекул ДНК- Затем вступает в действие специальная экзонуклеаза, которая расширяет эти разрывы, превращает их в незаполненные промежутки. Оставшиеся при этом открытыми гомологические участки одних молекул будут стремиться присоединить комплементарные участки других молекул (рис. 15-31, стадия б) и образовывать Н-образные гетеродуплексные структуры. Перемещение точки ветвления (рис. 15-31, стадия в) приведет к удлинению гетеродуплексного участка и появлению короткой ветви. В случае реплицирующего фага Т4 были получены электронные микрофотографии [221] разветвленных молекул ДНК такого типа, JtaK показанные на рис. 15-29. В результате действия эндонуклеазы на разветвленные структуры (рис. 15-31, стадия г) будут образовываться надрезы . Любые одноцепочечные промежутки могут быть заполнены при помощи ДНК-полимеразы (рис. 15-31, стадия в), а разрывы могут быть сшиты полинуклеозид-лигазой. [c.282]

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]

Различают два вида трансдукции неспецифическую (общую) и специфическую (ограниченную). В первом случае трансдуцирующими агентами являются профаги, способные соединяться с любым участком бактериального генома. При специфической трансдукции агентами выступают лишь те фаги, ДНК которых соединяется с одним определенным участком бактериального генома. Так, фаг К трансдуцирует лишь один признак — способность ферментировать галакто.зу. В ДНК Es heri hia oli есть лишь одна точка, в которой она может рекомбинировать с ДНК фага К. В рекомбинации участвуют липкие концы ДНК (последовательность оснований на двух одноцепочечных концах линейной ДНК фага К комплементарны друг другу и поэтому молекула ДНК обладает липкими концами при нагревании раствора ДНК фага if при 60 °С и последующем медленном охлаждении липкие концы соединяются друг с другом за счет комплементарного спаривания оснований). [c.106]

РЧ1с. 30-14. Схематическое изображение рекомбинации генов между двумя гомологичными родительскими ДНК [они показаны на рис. (А) красным и черным цветом], согласно модели одноцепочечного переключения . Одна цепь каждой из ДНК расщепляется (Б), переключается на другую ДНК (Д Г) и присоединяется к противоположной расщепленной цепи (Д). [c.977]

АТФ-зависимые эндонуклеазы — ДНК-специфичные эндонуклеазы, активность которых зависит от присутствия АТФ. Один из этих ферментов получен из т. Шещ действует преимущественно на нативную двухцепочечную ДНК. В продуктах егой еак-ции образуются фрагменты с 5 -монофосфатами на конце. Другой подобный фермент получен из Е. oli. Его особенность в том, что он гидролизует одноцепочечную кольцевую ДНК фага fd. Очищенные препараты этого фермента обладают также экзонук-леазной активностью по отношению к нативной ДНК, причем и для этой активности требуется АТФ. Обе активности связывают с процессами рекомбинации. [c.39]

Штаммы вируса гриппа нашли широкое применение при изучении генетической рекомбинации, перекрестной и множественной реактивации, а также во всех тестах по определению возможности взаимного обмена отдельными частями геномов у вирусов двух разных штаммов, оба из которых активны (либо оба или один из них инактивированы). Из вирусов, содержащих одноцепочечную РНК, вирус гриппа единственный, с которым во многих лабораториях получены определенно положительные результаты во всех этих экспериментах [121]. Это необычное поведение вируса гриппа можно, по-В1щимому, понять, если вспомнить, что РНК этого вируса, по последним данным, состоит из нескольких молекул (см. гл. VI, разд. Г). В настоящее время выяснено, каким образом части генома инактивированной вирусной частицы могут посредством рекомбинации реплицироваться и включаться в инфекционные вирусные частицы потомства. Было показано, что нейраминидаза, присутствующая в стабильном рекомбинанте вируса гриппа, происходит из одного родительского штамма, а все прочие основные белки — из другого родительского штамма [284]. [c.181]

Фактически первым примером аутогенной регуляции явились данные, полученные при изучении гена, детерминирующего синтез белка 32 у фага Т4. Этот белок играет важную роль в процессах генетической рекомбинации, репарации и репликации ДНК, в которых его функция выражается благодаря его способности связываться с одноцепочечной ДНК. Доказательством того, что синтез белка гена р32 регулируется аутогенно, явился эффект нонсенс-мутации, ведущих к перепроизводству неактивного белка. Это означало, что в тех случаях, когда функция белка нарушена, он синтезируется в больших количествах. Этот эффект проявляется на уровне трансляции мРНК гена 32 является стабильной и сохраняется независимо от поведения белкового продукта. [c.204]

Белок Re A функционирует при обмене цепями между молекулами ДНК. Это главная активность в процессе рекомбинации (гл. 25), родственная предполагаемому одноцепочечному обмену в рекомбинационной репарации. Свойства двойных мутантов позволяют предполагать существование двух Re -путей. Чтобы проверить, принадлежат ли два гена с родственными функциями одному и тому же или различным путям, сравнивали фенотипы одиночных мутантов с фенотипами двойных мутантов. Если гены принадлежат к одному и тому же пути, фенотип двойного мутанта не будет отличаться от фенотипа одиночного мутанта. Если гены контролируют разные пути, у двойного мутанта будут утрачены они оба. Согласно этому критерию, один гес-путь включает гены гесВС, другой-re F. [c.440]

Рис. 35.2 Рекомбинация между двумя спаренными двухцепочечными молекулами ДНК может быть инициирована реци-прокным одноцепочечным обменом, расширяющимся в результате миграции ветви и разрешающимся путем разрезания.

Модели с двухцепочечным и одноцепочечным разрывами предполагают некоторые различия в структуре молекулы, сочлененной в двух местах перед ее разрешением. Гетеро дуплексная ДНК образуется в каждом конце области, вовлекаемой в обмен. Между двумя гетероду-плексными сегментами находится область, соответствующая бреши, которая теперь содержит последовательность донорной ДНК в обеих молекулах. Таким образом, гетеродуплексные последовательности расположены асимметрично и часть одной молекулы превращена в последовательность другой (вот почему инициирующая хроматида названа реципиентом). Модель одноцепочечного разрыва предсказывает противоположный результат, при котором инициирующая хроматида вьшолняет роль донора генетической информации. Данные, полученные на клетках дрожжей, согласуются с моделью двухцепочечного разрыва инициация сопряжена с получением генетической информации. Эта модель предусматривает существование родства между сайтами, участвующими в событии генетического обмена, и подтверждается данными, полученными при анализе систем рекомбинации грибов. [c.446]

Точно неизвестно, как ферментативные активности Re A связаны с рекомбинацией in vivo, однако показано, что они участвуют в нескольких реакциях, включенных в рекомбинационный механизм. Мы уже упоминали, что для проявления протеазной активности Re A-белка необходимы одноцепочечная ДНК и АТР (гл. 34). Те же субстраты требуются для осуществления его манипуляций с молекулами ДНК. [c.449]

Если одноцепочечная молекула взаимодействует с двухцепочечной, происходит раскручивание дуплекса в области рекомбинации. Образующийся участок гетеродуплексной ДНК может даже не иметь традиционную форму двойной спирали. Он может состоять из двух цепей, связанных друг с другом бок о бок. Область такого типа получила название области паранемного соединения (по сравнению с классическим плектонемным взаимодействием цепей в двойной спирали). [c.450]

Важность топологии молекул доказывается способностью одноцепочечного кольца атаковать ковалентно замкнутое суперспиральное двухцепочечное кольцо только в присутствии топоизомеразы I. По-видимому, топоизомераза решает проблему раскручивания (повторного закручивания), производя временные разрезы, которые устраняют необходимость в свободном конце. Этот факт свидетельствует о том, что рекомбинация может происходить при неспаренности или перекрестной спаренности без первичных разрывов цепей, показанных на рис. 35.2. [c.451]

Происходит ли рекомбинация в любом участке внутри последовательности кора или в специфической точке Прослеживание судьбы радиоактивной метки в фосфатных группах att-сайта показало, что материал перемещается непосредственно при рекомбинации точный разрыв и воссоединение имеют место в отсутствие какого-либо синтеза ДНК. Способ переноса метки указывает на существование специфических точек рекомбинации. Поскольку точки обмена различны на каждой цепи ДНК, можно предположить, что разрыв и воссоединение имеют ступенчатый характер. Согласно модели, представленной на рис. 35.13, при внесении одинакового ступенчатого разреза в attP- и ati -сайты, комплементарные одноцепочечные концы могут быть использованы в перекрестной гибридизации. Это напоминает реакцию между липкими концами, образующимися при действии некоторых ре- [c.454]

Механизмы встраивания и вырезания профага пока в точности не известны. Установлено, что очищенная интеграза обладает топоизомеразной активностью. Она делает одноцепочечный разрыв в суперскру-ченной ДНК, благодаря чему осуществляются свободное вращение и удаление супервитков. Вслед за этим интеграза направляет замыкание фосфодиэфирной связи без использования каких-либо дополнительны источников энергии. Считают, что энергия первоначально расщепленное связи сохраняется благодаря ковалентному связыванию высвободившейся 5 -фосфатной группы с самой интегразой. Известно, что при рекомбинации между POP и ВОВ образуется очень короткий участок ге [c.154]

В ходе репликации РФ ДНК фХ174 расщепляется в области цистрона А белком is А. Поскольку одноцепочечные разрывы ДНК необходимы для процесса рекомбинации, образование такого разрыва, вероятно, приводит к повыщению частоты рекомбинации в этой области ДНК по сравнению с частотой, характерной для остальной части молекулы. Более высокая вероятность рекомбинации в области цистрона А приводит к искажению генетической карты (рис. 14.19). [c.287]

Аберрантные аски типа 5 3 могут возникать только за счет нерепарированной гетеродуплексной ДНК. Преобладание асков типа 6 2 по сравнению с асками 5 3 предполагает механизм рекомбинации, в соответствии с которым возникает относительно небольшая область гетеродуплекса, и образование асков 6 2 оказывается более предпочтительным, чем асков 5 3. Модель двухцепочечный разрыв - репарация может удовлетворительно объяснить наблюдаемую закономерность, если предположить, что величина образующейся двухцепочечной бреши (рис. 14.12) гораздо больше, чем размеры одноцепочечных концов с каждой стороны от этой бреши. Если это действительно так, то [c.287]

Каждая из двух цепей молекулы ДНК закручена вокруг другой цепи. Вследствие этого любые комплементарные взаимодействия между двумя гомологичными двойными спиралями ДНК возможны лишь в том случае, если сначала в какой-либо одной из двух цепей возникнет разрыв, который освободит эту цепь для необходимого раскручивания и повторного закручивания. По той же причине для любого взаимного обмена цепями между двумя двойными спиралями ДНК нужно не меньше двух разрывов, г. е. по одному одноцепочечному разрыву в каждой из двух двойных спиралей. Ясно, наконец, что для образования стуненчатого (гетеродунлексного) соединения, изображенного на рис. 5-56, должны разорваться все четыре цени, потому что лишь в этом случае каждая из иих может воссоединиться с другим партнером При общей рекомбинации все эти разрывы и воссоединения осуществляются и координируются гаким образом, что они могут происходить лишь тогда, когда в двух спиралях ДНК имеются достаточно протяженные участки с гомологичными нуклеотидными последовательностями. [c.303]

Смотреть страницы где упоминается термин Одноцепочечная ДНК, Рекомбинация: [c.85] [c.90] [c.99] [c.129] [c.278] [c.284] [c.286] [c.113] [c.85] [c.89] [c.90] [c.99] [c.129] [c.202] [c.208] [c.214] [c.137] [c.149] [c.150] [c.151] [c.156] [c.303]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология