Сверхспирализация
Cтраница 1
Сверхспирализация - это важнейший пример того, как физическое состояние молекулы ДНК влияет на ее работу в клетке. Всю эту проблему интенсивно изучают специалисты самых разных профилей - от медиков до математиков. Поэтому неудивительно, что существует множество гипотез о роли сверхспирализации в работе клетки. Мы остановимся более подробно на одной из них, которая кажется сейчас наиболее простой и правдоподобной. [1]
Сверхспирализация, свойство кольцевой замкнутой ДНК. Сверхспи-рализация возникает тогда, когда порядок зацепления Lk в ДНК отличается от величины N / %, где N - число пар оснований в ДНК, а - уо - число пар оснований, приходящейся на один виток двойной спирали в линейной ДНК, находящейся в тех же условиях. [2]
Изучение сверхспирализации ДНК, замкнутых in vitro с помощью ДНК-лигазы 315 316 331 332, подтверждает это положение. Очень высокую степень сверхспирализации удается получить 316, если замыкание цикла проводить в присутствии интерка-лирующих красителей ( вызывающих частичное расплетание двойной спирали ДНК), а после циклизации удалить их из молекулы ДНК. Исследование сверхспирализации ковалентно-замкнутых ДНК, выделенных из различных источников, может пролить свет на условия их образования m vivo. В качестве меры степени сверхспирализации ДНК можно принять число витков сверхспирали, приходящееся на единицу длины молекулы. Иногда используют величину а, называемую плотностью сверхспирали, которая является частным от деления числа сверхспиральных витков т на число р, равное / го общего числа нуклеотидов в изучаемой двух-спиральной молекуле. [3]
Конечно, сверхспирализация должна делать Z-форму более выгодной, так как изменение знака спирали из положительного на отрицательный в отрезке ДНК снимает напряжение в остальной части отрицательно сверхспирализованной молекулы. [4]
Сейчас доказано, что сверхспирализация нужна не только для того, чтобы началось копирование. [5]
Таково было простейшее объяснение сверхспирализации ДИК, сложившееся к началу 70 - х годов. Оно означало, что сверхспирализация не имеет никакого биологического значения. [6]
И вот тут-то на помощь приходит сверхспирализация. Ведь она возможна только в той ДНК, в которой обе нити на всем протяжении целы. А убедиться в наличии сверхспирали очень просто - в сверхспиральной ДНК гораздо легче развести две комплементарные цепочки, то есть раскрыть участок двойной спирали. Раскрытие подобно действию расплетающего белка - оно снимает напряжение в отрицательно сверхспирализованной ДНК. Итак, белку, которому поручен контроль, следует связаться с нужным участком ДНК ( он узнает его по определенной последовательности нуклеотидов) и попробовать развести в этом месте нити. Если получилось, то с этого места быстро-быстро начинается репликация. Если развести нити не удалось, то придется подождать - ДНК еще не готова к воспроизведению. [7]
По таким картинкам нетрудно подсчитать величину сверхспирализации, отвечающую каждой полоске. [9]
Какие изменения в структуре ДНК может вызывать сверхспирализация. Понятно, что выгодным будет любое изменение структуры, в результате которого произойдет ослабление напряжения, вызванного в зкДНК сверхспира-лизацией. Поэтому было ясно, что сверхспирализация должна способствовать образованию в двойной спирали раскрытых областей, а также крестообразных структур. [10]
 |
Три топологические реакции, катализируемые топо-изомеразой типа II. а Изменение числа витков сверхспирали ( Lk - с2. б развязывание и завязывание злов. в расщепление и образование катеианов. [11] |
Можно ли на основе сказанного понять, как ДНК-гираза меняет сверхспирализацию ДНК. [12]
Одним из эффектов такого рода выглядит недавно обнаруженная в ДНК бактерий сверхспирализация - аномальное скручивание спирали, при котором ее витки похожи на лист Мебиуса. Оценки необходимых затрат энергии показывают, что излишний ( или недостающий) виток спирали на каждые 200 пар оснований стоит примерно 9 ккал / моль, так что возможны заметные физиологические проявления - скажем, сверхспирализация остановит рост бактерий. [13]
Конечно, чтобы понять как следует, в чем состоит роль сверхспирализации, необходимо всесторонне изучить не только ее влияние на биологические функции ДНК, но и на физическую структуру молекулы. [14]
Хотя более близкие нам молекулы ДНК, локализованные в хромосомах эукариот, имеют свободные концы, они тоже подвержены сверхспирализации, ибо, как правило, их сравнительно крупные витки прикрепляются к нитевидным структурам так называемой ядерной матрицы, выстилающей внутреннюю поверхность ядерной оболочки. Без этого крепления, похоже, невозможны перенос и воспроизводство информации в клетке. [15]
Страницы: 1 2 3 4