Современная генетика. Том 2 - Айала Ф.
ISBN 5-03-000495-5
Скачать (прямая ссылка):
соответствующие
участкам последовательности, защищенным от расщепления, благодаря
связыванию с интегразой. Сравнивая положения (пропусков с расположением
фрагментов, образующихся при использовании специфических методов
расщепления (также показано на рис. 14.15), удается точно
идентифицировать защищенные нуклеотиды в известной последовательности
области POP'. Как показано на рисун-
ке, интеграза защищает общую кор-после-довательность (рис. 14.14), а
также один участок в плече Р' и два участка в плече Р. В эксперименте,
отраженном на рис. 14.15, для изучения относительной прочности связывания
интегразы с различными участками POP' используется конкурентное
связывание с ДНК полианиона гепарина. Можно видеть, что гепарин вытесняет
интегразу из всех участков связывания, за исключением сайта,
расположенного в плече Р'. Вероятно, с этим сайтом интеграза связывается
значительно прочнее, чем с другими сайтами узнавания белка в области
POP'.
Подвижные генетические элементы
В гл. 8 мы рассмотрели основные особенности внедряющихся
последовательностей (или IS-элементов) и транспозонов. Подвижные элементы
представляют собой автономные единицы, в нуклеотидной последовательности
которых заключена информация о структуре специализированных белков,
обеспечивающих их перемещение. Такое перемещение (или транспозиция)
достигается за счет специфического взаимодействия соответствующего белка
с концевыми последовательностями перемещающегося элемента. Процесс
транспозиции можно разделить на два этапа. На первом-нуклеотидная
последовательность концевых участков подвижного элемента соединяется с
ДНК-мишенью, специфически расщепленной на участке встраивания. На втором
этапе происходит репликация подвижного элемента, не сопровождающаяся
репликацией ДНК, в которую происходит встраивание. Таким образом, одна
копия подвижного элемента оказывается включенной в ДНК-мишень, а другая
сохраняет свою прежнюю локализацию. При этом обычно происходит дупликация
небольших участков последовательности ДНК-мишени (по 5-9 п.н.),
примыкающих к каждому из концов встроившегося элемента. Для подвижных
элементов различного типа порядок реализации этих этапов может быть
различным. Был предложен целый ряд возможных механизмов транспозиции.
Следует отметить, что в рамках такого механизма удовлетворительное
объяснение должны найти самые разнообразные явления, так или иначе
связанные с транспозицией (рис. 14.16).
На сегодняшний день наиболее полно изучены подвижные элементы ТпЗ и
родственный ему у§. Транспозон ТпЗ имеет размер 4957 п.н. и содержит ген,
кодирующий фермент р-лактамазу (В1а, рис. 14.17), определяющий
устойчивость к ампициллину. На обоих концах ТпЗ находятся инвертированные
повторы протяженностью 38 п. н. При анализе мутантов ТпЗ было
установлено, что для проявления транспозиционной активности
последовательности обоих повторов должны оставаться неповрежденными.
Мутационные изменения в этих последовательностях не
14. Рекомбинация
159
Межмолекулярные процессы: Транспозиция
¦О]
Коинтеграция - слияние репликонов
Внутримолекулярные процессы:
Точное вырезание
Двойная инверсия
X Y г
A BCDE
X Y г
'С В А'
Делегирование
X Y ,-, ABC DE
-EEF--------
ХУ,
D ?
С(^ ] А
В
Встраивание по соседству
X Y,
ABC DE
X Y | .ABC , ,DE
-4->1-
X Y, ,ABC
Eh
,DE
Смешанные процессы:
Кооперативная
транспозиция
ЛА ВС.
±Р^Ч^Ь
-,D Е F .
3-
,А В С ,
| F
f4t>d
в
| F
E
Рис. 14.16. Виды хромосомных перестроек, связанных с перемещением
внедряющихся IS-эле-ментов и транспозонов. Считается, что процесс точного
вырезания не связан непосредственно с транспозицией, однако для полноты
картины он включен в общий список.
3-
т 1 D EF I 1
IE-I--GEE}
удается скомпенсировать с помощью комплементации, что свидетельствует о
непосредственном участии концевых повторов в механизме транспозиции. ТпЗ
несет еще две функции, потеря которых может быть скомпенсирована за счет
комплементации, что позволяет отнести эти функции к действию определенных
белков, кодируемых ТпЗ. Один из этих белков, продукт гена tnpA, необходим
для осуществления всех транспозиционных процессов. Другой, кодируемый
геном tnpR, дей-
Экспрессия генетического материал<
38
1000
2000
I
3000
4000
38
tnpA
Рис. 14.17. Генетическая организация транспозона ТпЗ. На концах помечены
инвертированные повторы протяженностью по 38 п. н. ТпЗ кодирует три
белка; показано направление транскрипции соответствующих генов. Белок,
продукт гена tnpR, связывается с областью IRS
IRS
(400 п. н.), что сопровождается репрес сией транскрипции генов tnpA и
tnpR, а также может участвовать в сайт-специфической рекомбинации между
двумя областями IRS. Нумерация-в нуклеотидных парах, начиная с левого
конца транспозона.
ствует как репрессор гена tnpA и своего собственного гена и играет со
ответственно важную роль в регуляции транспозиции. Регуляторна роль белка
tnpR подтверждается тем, что мутации в соответствующе* гене приводят к
