Современная генетика. Том 2 - Айала Ф.
ISBN 5-03-000495-5
Скачать (прямая ссылка):
повышению частоты транспозиции (приблизительш в 1000 раз) благодаря
дерепрессии гена tnpA. Ферментативная функци белка tnpR заключается в
разрешении промежуточных структур, возни кающих в ходе транспозиции.
Возникновение коинтегратов является не обходимым промежуточным этапом во
всех транспозиционных процес сах, характерных для ТпЗ и у8 (см. рис.
14.16). Продукт гена tnpR, ши резолваза (от англ. to resolve-разрешать),
как у ТпЗ, так и у уб направ ляет сайт-специфическую рекомбинацию между
двумя копиями транс позона по "внутреннему центру разрешения" (IRS-
internal resolutio site), расположенному между генами tnpA и tnpR (рис.
14.17). В облает IRS содержатся также сайты связывания резолвазы, как
репрессорг подавляющего транскрипцию генов tnpA и tnpR.
Перемещающийся элемент уб по структурно-функциональной орга низации очень
схож с ТпЗ и несет точно такой же ген tnpR, что указы вает на близкое
родство этих элементов.
Предполагаемый механизм транспозиции ТпЗ, учитывающий рол промежуточного
коинтеграта, представлен на рис. 14.18. Предполагает ся, что
одноцепочечные разрывы возникают в комплементарных цепя ДНК на обоих
концах транспозона. В комплементарных цепях ДНК мишени также образуются
разрывы, отделенные друг от друга опреде ленным числом нуклеотидных пар,
которые по окончании транспозици окажутся дуплицированными и
расположенными по обе стороны о встроившегося транспозона (см. табл. 8.1
и 8.2). В области разрыво концы транспозона соединяются с выступающими
концами разрыв ДНК-мишени. При этом образуются две "вилки" со свободными
З'-ОН группами, которые могут выступать в роли затравок для репликацш
Образовавшиеся структуры очень напоминают обычные репликативны вилки,
участвующие в полуконсервативной репликации бактериально хромосомы. В
обеих вилках начинается репликация транспозона, прс должающаяся вплоть до
момента встречи двух вилок и завершения рс пликации ДНК встраиваемого
элемента. При этом, как уже упомина лось, образуются две копии
транспозона; одна-в исходном положенш другая-встроенная в структуру ДНК-
мишени. Эта репликаци сопровождается дупликацией небольшого участка ДНК-
мишени, копи которого в результате оказываются расположенными по обе
сторош от встроенного транспозона. Транспозиция проходит через стадиг
14. Рекомбинация
161
Рис. 14.18. Модель транспозиции ТпЗ и других подвижных элементов,
обладающих системой сайт-спе-цифической рекомбинации. Транспозиция с
одного репликона на другой происходит через образование коин-теграта и
слияние репликонов. Заметьте, что происходит дупликация участка ДНК-
мишени, две копии которого оказываются расположенными по обе стороны от
встроившегося транспозона. (По Shapiro J., 1979. Proc. Nat. Acad. Sci.
USA, 76, 1933.)
Образование одноцепочных разрывов с каждого конца ТпЗ
Соединение
выступающих
концов
>
Образование одноцелочечных разрывов с обоих концов мишени (З'-ОН-концы
показаны остриями стрелок)
Полуконсерватнвная репликация с использованием в качестве затравок 3'*ОН-
концов приводит к образованию коннтеграта
Сайт-специфическая рекомбинация в области IRS
<-------------
Экспрессия генетического материала
образования коинтеграта. Если точка начала репликации и сайт инте грации
находятся на различных репликонах, то образование коинтегра та приводит к
слиянию двух репликонов, содержащих по одной копш перемещающегося
элемента на каждом из стыков. В дальнейшем проис ходит разрешение
коинтеграта за счет сайт-специфической рекомбина ции между двумя копиями
транспозона по области IRS.
Процесс сайт-специфического внесения одноцепочечного разрыв: и соединения
одного из концов этого разрыва с другой нуклеотидно] цепью, постулируемый
в рамках модели на рис. 14.18, удавалось дей ствительно наблюдать на
примере репликации одноцепочечного фаг фХ174. Показано, что белок cisA,
ковалентно связанный с 5'-фосфатно] группой специфически надрезанного
участка ori, направляет реакции взаимодействия этой группы с З'-концом
соответствующего участка но вообразованной цепи. Таким образом, возникает
ковалентно замкнуто одноцепочечное кольцо (см. гл. 13). В рамках
рассмотренной модел удается удовлетворительно интерпретировать
структурные изменение связанные с транспозицией ТпЗ, уб и других
перемещающихся элемен тов, вызывающих образование 5-нуклеотидных повторов
в ДНК-ми шени и обладающих IRS-рекомбинационной системой разрешени
коинтегратов. В то же время реальный механизм транспозиции, в част ности
порядок осуществления этапов, показанных на рис. 14.18, еще н установлен.
Подвижные элементы другого типа, и в первую очеред элементы, транспозиция
которых сопровождается возникновением 9-н) клеотидных повторов в ДНК-
мишени, аналогичной системой peKoiv бинации IRS-последовательностей не
обладают и могут перемещатьс без образования коинтегратов.
Еще одно характерное свойство перемещающихся генетических эл" ментов
заключается в их способности к точному вырезанию и удалс нию из
