Cтраница 2
Многие думают, что клетка регулирует считывание РНК с ДНК не только с помощью белков-репрессоров и РНК-полиме-раз, но и меняя сверхспирализацию, запуская топоизо-меразы. [16]
![]() |
Инициация репликации дромосомы Е. coli. [17] |
Что касается роли топоизомеразы I, то необходимо отметить, что гибриды ДНК - РНК образуются лишь в том случае, если ДНК сверхспирализова-на ( образование гибридного дуплекса снимает часть избыточной энергии сверхспирализации), причем сверхспирализована достаточно сильно, чтобы локальные нарушения нормальной вторичной структуры ДНК могли способствовать гибридизации с РНК. [18]
Количественно сверхспира-лизация характеризуется величиной т Lk - Af / Vo - Подобно тому как самой двойной спирали приписывается определенный знак ( положительный для правой спирали и отрицательный для левой), так и сверхспирализация может в принципе быть положительной или отрицательной. На рис. 23 двойная спираль правая, как и положено для ДНК, а сверхспирализация отрицательна. [19]
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. [20]
Таково было простейшее объяснение сверхспирализации ДИК, сложившееся к началу 70 - х годов. Оно означало, что сверхспирализация не имеет никакого биологического значения. [21]
Количественно сверхспира-лизация характеризуется величиной т Lk - Af / Vo - Подобно тому как самой двойной спирали приписывается определенный знак ( положительный для правой спирали и отрицательный для левой), так и сверхспирализация может в принципе быть положительной или отрицательной. На рис. 23 двойная спираль правая, как и положено для ДНК, а сверхспирализация отрицательна. [22]
![]() |
Такой крест об-разуется в ДНК ColEl, когда она находится в. [23] |
Такие перевертыши редко, но встречаются в расшифро-ванных последовательностях ДНК. Для таких длинных пере-вертышей вероятность образования крестов растет, согласно расчетам, фантастически резко с ростом сверхспирализации. [24]
Хромосомная ДНК, как правило, сверхспирализована. Как это было впервые показано в лаборатории Георгиева в 1982 г. ( Лучник и Бакаев), сверхспирализация ДНК играет важную роль в биологической активности генома. Различные нуклеотид-ные последовательности в молекуле ДНК конкурируют за упругие витки и энергию сверхспирализации, поглощая их в конфор-мационных переходах. Конформационные изменения, связанные с этими напряжениями, имеют прямое значение для регуляции генов. Сверхспирализация генома изменяется при дифференцировке, старении и злокачественной трансформации клеток. [25]
Именно с помощью гель-электрофореза была точно определена энергия, которая может быть запасена в ДНК с помощью сверхспирализации. [26]
Развертывание двунитевой спиральной структуры геликазами не создает каких-либо осложнений, если, как это представлено на рис. 50, концы ДНК свободны. Если же они закреплены, как это, бесспорно, имеет место в кольцевых ДНК и скорее всего у ДНК в хромосомах эукариот, то раскручивание двойной спирали создает в остальной части структуры сверхспирализацию. При этом, поскольку раскручивается правая спираль, возникает и постепенно усиливается положительная сверхспирализация. Это не может не сказываться на протекании процессов в вилке репликации и должно постепенно привести к торможению процесса в целом. Чтобы избежать этого, необходимо введение в сохранившуюся двуспираль-ную структуру отрицательных супервитков. [27]
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. [28]
Образование креста приводит к снятию напряжения. Не может ли это сделать выгодным образование креста в сверхспиральной ДНК. Какая сверхспирализация для этого необходима. [29]
Итак, ДНК в растворе находится в В-форме - в этом теперь уже нет никаких сомнений. При сверхспирализации структура основной части молекулы не меняется заметным образом, но некоторые участки с характерными последовательностями могут радикально менять свою структуру. [30]