stringtranslate.com

Рекомбиназа

Рекомбиназы — это ферменты генетической рекомбинации .

Сайт-специфические рекомбиназы

ДНК-рекомбиназы широко используются в многоклеточных организмах для манипулирования структурой геномов и контроля экспрессии генов . Эти ферменты, полученные из бактерий ( бактериофагов ) и грибов , катализируют направленно-чувствительные реакции обмена ДНК между короткими (30–40 нуклеотидов ) целевыми последовательностями сайтов, которые специфичны для каждой рекомбиназы . Эти реакции позволяют реализовать четыре основных функциональных модуля: вырезание/вставку, инверсию, транслокацию и обмен кассетами , которые использовались по отдельности или в сочетании в широком диапазоне конфигураций для контроля экспрессии генов. [1] [2] [3] [4] [5]

Типы включают в себя:

Гомологичная рекомбинация

Рекомбиназы играют центральную роль в гомологичной рекомбинации в широком спектре организмов. Такие рекомбиназы были описаны у архей , бактерий , эукариот и вирусов .

Археи

Рекомбиназа RadA археи Sulfolobus solfataricus катализирует спаривание ДНК и обмен цепями, центральные этапы рекомбинационной репарации. [6] Рекомбиназа RadA имеет большее сходство с эукариотической рекомбиназой Rad51 , чем с бактериальной рекомбиназой RecA. [6]

Бактерии

Рекомбиназа RecA , по-видимому, повсеместно присутствует в бактериях. RecA имеет множество функций, все из которых связаны с репарацией ДНК . RecA играет центральную роль в репарации репликативных вилок, остановленных повреждением ДНК , и в бактериальном половом процессе естественной генетической трансформации . [7] [8]

Эукариоты

Эукариотический Rad51 и его родственные члены семейства гомологичны архейным RadA и бактериальным рекомбиназам RecA. Rad51 высококонсервативен от дрожжей до человека. Он играет ключевую роль в рекомбинационном восстановлении повреждений ДНК, особенно двухцепочечных повреждений, таких как двухцепочечные разрывы. У людей избыточная или недостаточная экспрессия Rad51 наблюдается при самых разных видах рака .

Во время мейоза Rad51 взаимодействует с другой рекомбиназой, Dmc1 , образуя пресинаптический филамент, который является промежуточным звеном в гомологичной рекомбинации . [9] Функция Dmc1, по-видимому, ограничена мейотической рекомбинацией. Как и Rad51, Dmc1 гомологичен бактериальному RecA.

Вирусы

Некоторые ДНК-вирусы кодируют рекомбиназу, которая облегчает гомологичную рекомбинацию. Хорошо изученным примером является рекомбиназа UvsX, кодируемая бактериофагом T4 . [10] UvsX гомологичен бактериальному RecA. UvsX, как и RecA, может облегчать ассимиляцию линейной одноцепочечной ДНК в гомологичный дуплекс ДНК для получения D-петли .

Ссылки

  1. ^ Нерн, А.; Пфайффер, Б.Д.; Свобода, К.; Рубин, Г.М. (23 августа 2011 г.). «Множественные новые сайт-специфические рекомбиназы для использования при манипулировании геномами животных». Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 108 (34): 14198–203. Bibcode : 2011PNAS..10814198N. doi : 10.1073/pnas.1111704108 . PMC  3161616. PMID  21831835 .
  2. ^ Гарсия-Отин, АЛ; Гийу, Ф (1 января 2006 г.). «Нацеливание генома млекопитающих с использованием сайт-специфических рекомбиназ». Frontiers in Bioscience . 11 : 1108–36. doi : 10.2741/1867 . PMID  16146801.
  3. ^ Dymecki, SM; Kim, JC (5 апреля 2007 г.). «Молекулярная нейроанатомия «Три G»: учебник». Neuron . 54 (1): 17–34. doi :10.1016/j.neuron.2007.03.009. PMC 2897592 . PMID  17408575. 
  4. ^ Luan, H; White, BH (октябрь 2007 г.). «Комбинаторные методы для уточненного нацеливания нейронных генов». Current Opinion in Neurobiology . 17 (5): 572–80. doi :10.1016/j.conb.2007.10.001. PMID  18024005. S2CID  36457021.
  5. ^ Fenno, LE; Mattis, J; Ramakrishnan, C; Hyun, M; Lee, SY; He, M; Tucciarone, J; Selimbeyoglu, A; Berndt, A; Grosenick, L; Zalocusky, KA; Bernstein, H; Swanson, H; Perry, C; Diester, I; Boyce, FM; Bass, CE; Neve, R; Huang, ZJ; Deisseroth, K (июль 2014 г.). «Нацеливание клеток с помощью отдельных векторов с использованием многофункциональной булевой логики». Nature Methods . 11 (7): 763–72. doi :10.1038/nmeth.2996. PMC 4085277 . PMID  24908100. 
  6. ^ ab Seitz EM, Brockman JP, Sandler SJ, Clark AJ, Kowalczykowski SC (1998). «Белок RadA — это гомолог белка RecA архей, который катализирует обмен цепями ДНК». Genes Dev . 12 (9): 1248–53. doi :10.1101/gad.12.9.1248. PMC 316774. PMID  9573041 . 
  7. ^ Cox MM, Goodman MF, Kreuzer KN, Sherratt DJ, Sandler SJ, Marians KJ (2000). «Важность восстановления остановленных репликативных вилок». Nature . 404 (6773): 37–41. Bibcode :2000Natur.404...37C. doi :10.1038/35003501. PMID  10716434. S2CID  4427794.
  8. ^ Michod RE, Bernstein H, Nedelcu AM (2008). «Адаптивное значение пола у микробных патогенов». Infect. Genet. Evol . 8 (3): 267–85. Bibcode :2008InfGE...8..267M. doi :10.1016/j.meegid.2008.01.002. PMID  18295550.
  9. ^ Crickard JB, Kaniecki K, Kwon Y, Sung P, Greene EC (2018). «Спонтанная самосегрегация рекомбиназ ДНК Rad51 и Dmc1 в смешанных филаментах рекомбиназы». J. Biol. Chem . 293 (11): 4191–4200. doi : 10.1074/jbc.RA117.001143 . PMC 5858004. PMID  29382724 . 
  10. ^ Бернстайн К, Бернстайн Х (2001). Репарация ДНК в бактериофаге. В: Nickoloff JA, Hoekstra MF (Eds.) Повреждение и репарация ДНК, т. 3. Advances from Phage to Humans. Humana Press, Totowa, NJ, стр. 1–19. ISBN 978-0896038035 

Внешние ссылки


  • в
  • т
  • е