Сверхспирализация

Cтраница 4

Два фермента обеспечивают высокую избирательность инициации синтеза ДНК, ограничивая инициацию репликации только ориджином. Это топоизо-мераза I и РНКаза Н, избирательно гидролизующая РНК в составе гибридных дуплексов с ДНК - Действие этих ферментов направлено против гибридных ДНК-РНК-участков, которые могут случайно образоваться на ДНК при транскрипции и послужить затравками для начала синтеза ДНК. Возможная роль в этом процессе РНКазы Н очевидна: она способна непосредственно гидролизовать РНК во всех таких участках. 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. [46]

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. [47]

И вот в 1976 г. группа Мартина Геллерта ( Национальный институт здравоохранения, США) обнаружила фермент, который при помощи АТФ - этого универсального аккумулятора энергии в клетке, производит действие, обратное тому, что проделывает белок, открытый Уонгом. Этот фермент, названный гнразой, превращает расслабленную несверхспирализован-ную зкДНК в сверхспираль. И вот тут-то выяснилось, что если вывести из строя гиразу, то самые важные процессы в клетке, в частности репликация ДНК, полностью прекращаются. Стало ясно, что сверхспирализация - жизненно важное для клетки состояние ДНК. [48]

Для слабых промоторов характерны низкие значения этих величин. Слабость промоторов с низким сродством к РНК-полимеразе особенно заметна при низких концентрациях РНК-полимеразы и может быть скомпенсирована при ее высоких концентрациях. Промотор с низким сродством к РНК-полимеразе может быть достаточно сильным, если ему присуща высокая скорость перехода в открытое состояние. Сила большинства промоторов увеличивается с увеличением степени отрицательной сверхспирализации ДНК - Это объясняется тем, что отрицательная сверхспирализация облегчает расплетание ДНК и тем самым переход в открытый промоторный комплекс. Существуют, однако, промоторы, сила которых не зависит или даже уменьшается с увеличением степени сверхспирализации. Этому эффекту объяснения пока не найдено. [49]

Для слабых промоторов характерны низкие значения этих величин. Слабость промоторов с низким сродством к РНК-полимеразе особенно заметна при низких концентрациях РНК-полимеразы и может быть скомпенсирована при ее высоких концентрациях. Промотор с низким сродством к РНК-пол имеразе может быть достаточно сильным, если ему присуща высокая скорость перехода в открытое состояние. Сила большинства промоторов увеличивается с увеличением степени отрицательной сверхспирализации ДНК - Это объясняется тем, что отрицательная сверхспирализация облегчает расплетание ДНК и тем самым переход в открытый промоторный комплекс. Существуют, однако, промоторы, сила которых не зависит или даже уменьшается с увеличением степени сверхспирализации. Этому эффекту объяснения пока не найдено. [50]

Для слабых промоторов характерны низкие значения этих величин. Слабость промоторов с низким сродством к РНК-полимер азе особенно заметна при низких концентрациях РНК-полимеразы и может быть скомпенсирована при ее высоких концентрациях. Промотор с низким сродством к РНК-полимеразе может быть достаточно сильным, если ему присуща высокая скорость перехода в открытое состояние. Сила большинства промоторов увеличивается с увеличением степени отрицательной сверхспирализации ДНК - Это объясняется тем, что отрицательная сверхспирализация облегчает расплетание ДНК и тем самым переход в открытый промоторный комплекс. Существуют, однако, промоторы, сила которых не зависит или даже уменьшается с увеличением степени сверхспирализации. Этому эффекту объяснения пока не найдено. [51]

Репликация всегда предшествует делению клетки и начинается с распле-тения двойной спирали ДНК. Это осуществляется при помощи ферментов хе-ликаз, которые перемещаются вдоль цепей ДНК и раскручивают их. Процесс расплетения спиралей ДНК является энергозависимым и требует затраты АТФ. Интенсивное раскручивание ДНК может привести к образованию дополнительных витков. Это явление носит название положительной сверхспира-лизации или сверхскрученности и устраняется при помощи ферментов топоизо-мераз. В частности, топоизомераза II осуществляет релаксацию положительной сверхспирализации за счет образования отрицательных сверхвитков. Топоизомераза II также носит название гираза. После расплетения двух нитей ДНК необходимо их стабилизировать в этом состоянии. Оказалось, что существует специальный белок, специфично связывающийся с одной из нитей ДНК и препятствующий обратной рекомбинации в двойную спираль. Таким образом, расплетение ДНК и образование репликативных вилок является достаточным основанием ( при наличии ферментов и субстратов репликации) для удвоения ДНК. [52]

Спектры кругового дихроизма ДНК в В - и Z-форнах. [53]

ДНК в клетке обладает отрицат. В клетке есть система ферментов ( топоизомераз), изменяющих сверхспи-рализацию. Сверхспиральная ДНК обладает повыш. Величина О отрицательна, ниже подразумевается ее абс. Z - и Я - формы и др. Все эти структуры не образуются в линейной ДНК в стандартных условиях. Энергия, необходимая для их образования, черпается из энергии сверхспирализации. [54]

Страницы: 1 2 3 4