система parABS

Система parABS представляет собой широко распространенный молекулярный механизм для разделения плазмид и сегрегации хромосом у бактерий . Первоначально идентифицированная как генетический элемент, необходимый для точного разделения плазмид с низким числом копий, она состоит из трех компонентов: АТФазы ParA , ДНК-связывающего белка ParB и цис-действующей последовательности parS . Гены parA и parB обычно находятся в одном опероне , а элементы parS расположены внутри или рядом с этим опероном. В совокупности эти компоненты функционируют для обеспечения точного разделения плазмид или целых хромосом между дочерними бактериальными клетками перед делением клетки. ^[1]

Механизм

На основе экспериментов по иммунопреципитации хроматина (ChIP) ParB обладает способностью связываться не только с высокоаффинными сайтами parS , но и с соседней неспецифической ДНК, поведение, известное как «распространение». ^{[2] [3] [4] [5]} Предполагается, что комплекс ParB-ДНК перемещается с помощью механизма броуновского храповика с участием АТФазы ParA: ParA неспецифически связывает ДНК в состоянии, связанном с АТФ, но гораздо слабее в состоянии, связанном с АДФ. ^{[6] [7]} Комплекс ParB-ДНК связывается с ParA, связанным с АТФ, ^[8] стимулируя его АТФазную активность и его диссоциацию от ДНК. Таким образом, комплекс ParB-ДНК может перемещаться, преследуя удаляющуюся волну. ^[9] Этот механизм перемещения наблюдался с помощью флуоресцентной микроскопии как in vivo , так и совсем недавно in vitro с очищенными компонентами. ^{[10] [11] [12] [13]}

Ссылки

1. Surtees, JA; Funnell, BE (2003). Плазмидный и хромосомный контроль трафика: как ParA и ParB управляют разделением . Том 56. С. 145–80. doi :10.1016/s0070-2153(03)01010-x. ISBN 9780121531560. PMID  14584729. {{cite book}}: |journal=проигнорировано ( помощь )
2. Родионов, О; Лобока, М; Ярмолинский, М (22 января 1999 г.). «Подавление генов, фланкирующих центромеру плазмиды P1». Science . 283 (5401): 546–9. Bibcode :1999Sci...283..546R. doi :10.1126/science.283.5401.546. PMID  9915704.
3. Мюррей, Х.; Феррейра, Х.; Эррингтон, Дж. (сентябрь 2006 г.). «Бактериальный белок сегрегации хромосом Spo0J распространяется вдоль ДНК из участков зарождения parS». Молекулярная микробиология . 61 (5): 1352–61. doi :10.1111/j.1365-2958.2006.05316.x. hdl : 11449/701 . PMID  16925562. S2CID  17530813.
4. Breier, AM; Grossman, AD (май 2007). «Полногеномный анализ белка разделения хромосом и споруляции Spo0J (ParB) выявляет участки распространения и происхождения на хромосоме Bacillus subtilis». Молекулярная микробиология . 64 (3): 703–18. doi : 10.1111/j.1365-2958.2007.05690.x . PMID  17462018.
5. Санчес, А.; Каттони, ДИ; Уолтер, Дж. К.; Реч, Дж.; Пармеджиани, А.; Нолльманн, М.; Буэ, Дж. Й. (2015). «Стохастическая самосборка белков ParB создает аппарат сегрегации бактериальной ДНК». Cell Systems . 1 (2): 163–73. doi : 10.1016/j.cels.2015.07.013 . PMID  27135801.
6. Bouet, JY; Ah-Seng, Y; Benmeradi, N; Lane, D (2007). «Полимеризация АТФазы раздела SopA: регулирование связыванием ДНК и SopB». Молекулярная микробиология . 63 (2): 468–81. doi : 10.1111/j.1365-2958.2006.05537.x . PMID  17166176.
7. Castaing, JP; Bouet, JY; Lane, D (2008). "F plasmid partition depend on interaction of SopA with non-specific DNA". Молекулярная микробиология . 70 (4): 1000–11. doi : 10.1111/j.1365-2958.2008.06465.x . PMID  18826408. S2CID  26612131.
8. Bouet, JY; Funnell, BE (1999). «P1 ParA взаимодействует с комплексом раздела P1 в parS, а переключатель АТФ-АДФ контролирует активность ParA». EMBO J . 18 (5): 1415–24. doi :10.1093/emboj/18.5.1415. PMC 1171231 . PMID  10064607. 
9. Уолтер, Дж. К.; Дориньяк, Дж.; Лорман, В.; Реч, Дж.; Буэ, Дж. Й.; Нолльманн, М.; Пальмери, Дж.; Пармеджиани, А.; Гениет, Ф. (2017). «Серфинг на белковых волнах: протеофорез как механизм разделения бактериального генома». Physical Review Letters . 119 (28101): 028101. arXiv : 1702.07372 . Bibcode : 2017PhRvL.119b8101W. doi : 10.1103/PhysRevLett.119.028101. PMID  28753349. S2CID  6762277.
10. Ptacin, JL; Lee, SF; Garner, EC; Toro, E; Eckart, M; Comolli, LR; Moerner, WE; Shapiro, L (август 2010 г.). «Аппарат, подобный веретену, направляет сегрегацию бактериальных хромосом». Nature Cell Biology . 12 (8): 791–8. doi :10.1038/ncb2083. PMC 3205914 . PMID  20657594. 
11. Ринггаард, С.; ван Зон, Дж.; Говард, М.; Гердес, К. (17 ноября 2009 г.). «Перемещение и эквипозиционирование плазмид путем разборки филамента ParA». Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 106 (46): 19369–74. Bibcode : 2009PNAS..10619369R. doi : 10.1073/pnas.0908347106 . PMC 2775997. PMID  19906997 . 
12. Hwang, LC; Vecchiarelli, AG; Han, YW; Mizuuchi, M; Harada, Y; Funnell, BE; Mizuuchi, K (2 мая 2013 г.). «ParA-опосредованное разделение плазмиды, управляемое самоорганизацией белкового паттерна». The EMBO Journal . 32 (9): 1238–49. doi :10.1038/emboj.2013.34. PMC 3642677 . PMID  23443047. 
13. Vecchiarelli, AG; Hwang, LC; Mizuuchi, K (9 апреля 2013 г.). «Бесклеточное исследование разделения плазмиды F дает доказательства транспорта грузов с помощью диффузионно-храпового механизма». Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 110 (15): E1390–7. Bibcode : 2013PNAS..110E1390V. doi : 10.1073/pnas.1302745110 . PMC 3625265. PMID  23479605 .