Интеграза

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]

Особо существенную роль в дальнейшем развитии событий играют белки — продукты фаговых генов сП и III. Первый из них способен присоединяться к определенным участкам ДНК фага X. В результате здесь активируются новые промоторы для клеточной РНК-полимеразы, в частности промоторы Р е и Pi (рис. 153, б), левонаправленная транскрипция с которых обеспечивает считывание соответственно генов с1 и int. Продукты этих генов — репрессор с1 и интеграза,— если они накапливаются в достаточных количествах, направляют судьбу зараженной клетки в сторону лизоге-нии. В принятии такого важного решения участвует несколько инстанций — вирусных и клеточных регуляторных систем. [c.293]

Уже упоминалось, что взаимодействие белка СП с фаговой ДНК активирует новые промоторы, с которых считываются, в частности, Гены I и int. Транскрипция гена int с промотора Р] ведет к образованию функциональноактивной мРНК для интегразы. Дело в [c.293]

Накопление интегразы способствует переходу фаговой ДНК в состояние профага, а появление репрессора I подавляет активность почти всех фаговых генов. Последний эффект — результат присоединения репрессора I к левой и правой операторным зонам (О,, и Or). Каждая из этих зон включает по три близких по структуре несовершенных инвертированных повтора, разделенных короткими спейсерами (рис. 155). Лучше всего и прежде всего репрессор взаимодействует с самым правым участком (0, i) правой зоны и самым левым участком (Oli) левой зоны. Поскольку эти участки перекрываются с промоторами и Pl, присоединение репрессора инактивирует промоторы, [c.294]

ТОМ, ЧТО при транскрипции с этого промотора срабатывает терминатор после гена int, который не оказывал действия на транскрипцию с промотора Pl (в первом случае в отличие от второго РНК-полимераза не встречает на своем пути последовательность nut, и поэтому антитерминирующее действие белка N проявиться не может). Транскрипт, считанный с использованием промотора Рь не формирует чувствительную к РНКазе П1 вторичную структуру. Этот транскрипит стабилен, и его трансляция приводит к накоплению интегразы. [c.294]

В настоящее время наиболее вероятной представляется такая последовательность событий, ведущих к включению вирус-специфической ДНК ретровирусов в клеточную хромосому (рис. 161). После образования кольцевой молекулы в месте стыка двух LTR возникает короткий несовершенный инвертированный повтор. Этот повтор выполняет функцию att, т. е. специфического участка интеграции. Участок att узнается вирус-специфическим с рментом, обладающим эндонуклеазной активностью — одним из продуктов гена poU который попадает в клетку из заражающей вирусной частицы. Фермент вносит в обе цепочки молекулы вирус-специфической ДНК разрывы на расстоянии 4 нуклеотидов друг от друга. Этот же фермент вносит ступенчатый разрыв (на расстоянии 4—6 нуклеотидов) и в клеточную ДНК- Положение разрыва в клеточной ДНК не фиксировано. Далее происходит интеграция вирусной ДНК в хозяйскую хромосому. Предполагают, что механизм интеграции напоминает тот, который реализуется в фаговых системах, прежде всего у фага Ми (см. раздел 1 этой главы), т. е. разрывы цепей ДНК и воссоединение гетерологичных нуклеотидных последовательностей осуществляет один и тот же фермент — особая топоизомераза (интеграза). Процессы типа репарационных (застраивание брешей и удаление одноцепочечных хвостов ) приводит к двум последствиям во- [c.312]

Геном ретровируса дикого типа представлен двумя идентичными одноцепочечными молекулами РНК, каждая из которых состоит из шести участков длинного концевого повтора (5"-LTR, от англ. long terminal repeat)] некодирующей последовательности пси" необходимой для упаковки РНК в вирусную частицу трех генов, кодирующих структурный белок внутреннего капсида (gag), белок, обладающий функциями обратной транскриптазы и интегразы (pol), и белок оболочки (env) 3 -LTR-последовательности (рис. 21.2). Жизненный цикл ретровируса включает следующие стадии. [c.488]

Рис. 21.2. Генетическая карта типичного ретровируса, — последовательность, ответственная за упаковку, gag, pol и env — области, кодирующие соответственно белок капсида, белок, обладающий активностью обратной транскриптазы и интегразы, и белок оболочки. 5 -LTR содержит сигналы инициации транскрипции, причем весь геном транскрибируется как одна молекула РНК. З -LTR содержит сигнал полиаденилирования.

Генетические эксперименты свидетельствуют о том, что фаг при переходе в состояние профага включается в хромосому клетки-хозяина в определенном месте-между 0а/-опероном и биотиновой областью (рис. 15.12). Включению фага предшествует его присоединение к определенному участку бактериальной ДНК. Ранее считали, что оно определяется высокой степенью гомологии нуклеотидных последовательностей, однако эта гомология оказалась незначительной по-видимому, большую роль здесь играет кодируемый фагом белок-так называемая интеграза. В определенном участке фаговой ДНК att В) и в соответствующем участке бактериальной ДНК (att X.) этот белок катализирует разрыв и перекрестное воссоединение геномов фага и клетки-хозяина. [c.454]

В фаговом геноме сайт POP и гены int и xis примыкают друг к другу, образуя своего рода обособленную функциональную единицу, ответственную за сайт-специфическую рекомбинацию. Транскрипция генов int и xis находится под контролем двух различных промоторов. Один из них расположен вне вышеупомянутой структурно-функциональной единицы, что обеспечивает согласование инициации рекомбинационных процессов с определенными этапами в жизненном цикле фага. На начальной стадии инфекции фагом X транскрипция гена int активируется регуляторным белком сП. При его участии РНК-полимераза может считывать int с промотора pj, локализованного внутри гена xis. Благодаря этому экспрессируется только ген int и образуется интеграза, обеспечивающая встраивание инфицирующего фага в сайт ВОВ на хромосоме клетки-хозяина (рис. 14.13). С другой стороны, когда в лизогенной [c.153]

Рис. 14.13. Транскрипция области int-xis генома фага X контролируется двумя различными промоторами. При лизогенизации образуется только интеграза, необходимая для встраивания фаговой ДНК в хромосому Е. соН. При этом белок с сП активирует транскрипцию гена int с

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]

Рис. 14.15. Локализация сайтов связывания интегразы фага X с участком POP с помощью метода футпринтинга . Аликвоты, содержащие рестрикционный фрагмент, 5 -конец одной из цепей которого помечен Р, подвергали частичному расщеплению неокарциностатипом (расщепляет по А и Т) в присутствии и в отсутствие интегразы или гепарина. Набор образующихся фраг-МЬнтов анализировали с помощью гель-электрофореза (три левые дорожки). В двух правых дорожках — фрагменты, образующиеся при расщеплении того же меченого фрагмента по пуриновым или по пиримидиновым нуклеотидам методом Максама — Гилберта, для идентификации участков последовательности, защищаемых интегразой. (По Hsu Р. L,

Рестрикционный фрагмент, содержащий участок POP и меченый Р по одному из 5 -концов, случайно расщепляли ДНКазой I (или любым другим способом, приводящим к образованию одноцепочечных разрывов) в присутствии и в отсутствие интегразы. После этого оба образца нагревали для расхождения цепей, только одна из которых содержала метку, и анализировали с помощью электрофореза. Результаты такого эксперимента представлены на рис. 14.15. При электрофорезе [c.157]

Процессы, необходимые для выбора лизогенного пути развития, контролируются динамикой N-зависимой транскрипции генов сП в правом опероне и с1П в левом опероне. Мутации, инактивирующие какой-либо из этих генов, предотвращают лизогению и, подобно мутациям с1, проявляются в том, что соответствующие мутантные фаги образуют не мутные, а прозрачные бляшки. Белок сП является еще одним позитивным регулятором, избирательно активирующим транскрипцию генов, необходимых для развития по пути образования профага и подавления транскрипции левого и правого фаговых оперонов. Этот белок активирует транскрипцию с двух промоторов-Pr (промотор установления репрессии) и Р/ (промотор интегразы, см. гл. 14). Транскрипт, образующийся с первого из них, обеспечивает высокий уровень синтеза основного репрессора фага X, белка с1. Второй транскрипт направляет синтез интегразы, необходимой для встраивания ДНК фага в бактериальную хромосому. Эти транскрипты отмечены на рис. 15.13 волнистыми стрелками. Белок сШ необходим только для защиты белка сП от клеточных протеиназ, которые в отсутствие сШ быстро инактивируют сП. [c.187]

Рис. 5-66. Сайт-специфическая рекомбинация, посредством которой ДНК бактериофага X внедряется в хромосому клетки-хозяина (Е. oli). Особые участки (сайты), которые узнает интеграза (серый круг), представляют собой определенные нуклеотидные последовательности ДНК. Здесь их

Механизм сайт-специфической рекомбинации обеспечивает и исключение фага из бактериальной хромосомы, после чего начинается его быстрое размножение в бактериальной клетке. Реакция исключения катализируется комплексом, в состав которого входит помимо интегразы еще один белок бактериофага, который этот вирус начинает продуцировать лишь в том случае, если клетка-хозяин подвергается стрессу (см. рис. 9-20). [c.311]

Многие другие ферменты, катализирующие сайт-специфическую рекомбинацию, сходны с лямбда-интегразой в том отношении, что им также необходим короткий участок гомологии в двух отрезках ДНК, подлежащих соединению. Данное требование предполагает довольно высокую избирательность каждого из этих ферментов в отношении рекомбинируемых последовательностей ДНК. [c.311]

В другом классе ферментов, осуществляющих сайт-специфическую рекомбинацию, эта избирательность выражена не столь сильно. Подобно лямбда-интегразе, каждый из этих ферментов узнает специфическую последовательность ДНК в гом мобильном генетическом элементе, рекомбинацию которого он катализирует. Отличает же эти ферменты от лямбда-интегразы то обстоятельство, что им не требуется специфической последовательности-мишени, а также то, что они не образуют ступенчатого (гетеродуплексиого) соединения. Вместо этого под их воздействием в ДНК-мишени возникает ступенчатый (зигзагообразный) разрыв и появляются свободные концы цепей ДНК, которые затем ковалентно связываются со специфической последовательностью ДНК мобильного генетического элемента (рис. 5-67, Б). Благодаря этому весь мобильный элемент оказывается включенным в молекулу ДНК-мишени По обе стороны от включившегося мобильного элемента в рекомбинантной молекуле ДНК остаются короткие одноцепочечные участки. [c.311]

Рис. 5-67. Два механизма, используемых разными классами ферментов сайт-специфической рекомбинации. В обоих случаях специфичный фермент (показан серым) связывается с особой нуклеотидной последовательностью в хромосоме мобильного генетического элемента (отмечена штриховкой) и удерживает эту последовательность в тесном контакте с определенным участком хромосомы-мишени. А. Фермент делает ступенчатый разрез по обе стороны очень короткой гомологичной последовательности на обеих хромосомах (12 нуклеотидов в случае лямбда-интегразы), а затем соединяет цепи партнеров коротким ступенчатым соединением Б. Фермент делает ступенчатый разрез в хромосоме-мишени и присоединяет выступающие ее концы к ровно срезанным концам мобильного элемента. В этом случае по обе стороны включившегося элемента появляются две короткие идентичные нуклеотидные последовательности - дупликации соответствующего участка ДНК-мишени (от 3 до 12

Молекулярная биология. Структура и биосинтез нуклеиновых кислот (1990) -- [ c.283 , c.284 , c.293 , c.294 ]

Молекулярная биология (1990) -- [ c.283 , c.284 , c.293 , c.294 ]

Современная генетика Т.3 (1988) -- [ c.153 , c.158 ]

Генетика с основами селекции (1989) -- [ c.214 ]

Искусственные генетические системы Т.1 (2004) -- [ c.79 ]

Гены и геномы Т 2 (1998) -- [ c.252 ]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология