Рестрикция и модификация ДНК

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]

Ферменты рестрикции-модификации [c.891]

Рис. 34.2. Полифункциональные ферменты типа I содержат различные субъединицы для рестрикции, модификации и узнавания.

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]

Структура многих сайтов рестрикции — модификации в настоящее время расшифрована. Эти сайты представлены короткими [c.223]

Классификация систем рестрикции-модификации [c.48]

По механизму действия и молекулярной структуре различают пять типов систем рестрикции-модификации и соответственно рестриктаз, но нет основания считать, что эта классификация [c.48]

Рис. 2. Типы бактериальных систем рестрикции-модификации [76]

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]

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]

Номенклатуру для систем рестрикции-модификации и их ферментов предложили Смит и Натане [353]. Она включает следующие правила. [c.7]

МОЛЕКУЛЯРНАЯ ГЕНЕТИКА ФЕРМЕНТОВ РЕСТРИКЦИИ-МОДИФИКАЦИИ [c.100]

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]

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]

Читатель найдет в этой книге подробные сведения о механизмах трансляции, транскрипции, репликации, амплификации, рестрикции-модификации и рекомбинации генов, о сплайсинге про-мРНК, о процессинге белков, о структуре и функционировании обычных генов, множественных генов и мобильных генетических элементов, о регуляции экспрессии генов, прежде всего регуляции транскрипции, о структурной организации хромосом и, наконец, о механизмах иммунного ответа. [c.5]

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]

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]

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]

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]

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]

Изучение энзиматических основ феномена рестрикции-модификации прокариотических микроорганизмов реализовалось в открытии специфических эндодезоксирибонуклеаз, известных лод названием рестриктаз, широко применяемых в качестве аналитических реагентов. Объясняется это тем, что рестриктазы явились ферментами, использование которых впервые дало возможность специфически расщеплять ДНК на строго определен-лые фрагменты с размерами, доступными для препаративного выделения, анализа и соединения в рекомбинантные молекулы in vitro. [c.4]

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]

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]

Следует отметить, что исследования систем RM II типа методами генанализа являются немногочисленными. Это вполне объяснимо, учитывая тот факт, что подавляющее большинство продуцентов рестриктаз относятся к таксонам, которые пока недоступны для применения генетических методов исследования. Поэтому в этом случае единственным выходом из создавшейся ситуации является применение молекулярно-генетического метода — метода генной инженерии. Учитывая большие потенциальные возможности этой методологии, в последнее время она стала основным подходом при исследовании таких вопросов как структура и структурная организация, а также регуляция экспрессии генов гт. Большой интерес представляют данные о первичной структуре, наличие которых способствует решению таких фундаментальных задач, как механизмы высокоспецифического белок-нуклеинового взаимодействия и эволюции генов рестрикции-модификации. В прикладном аспекте клонирование генов гт и исследование их структуры является базой для создания высокоэффективных продуцентов дефицитных ферментов. [c.101]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология