Топоизомераза

Cтраница 4

Быстрое раскручивание цепей родительской ДНК в процессе репликации ( 4500 об / мин) порождает еще одну проблему, которая состоит в том, что при отсутствии специального шарнирного устройства вся хромосома, расположенная впереди репликативной вилки, должна вращаться с такой же скоростью, Предполагают, что избежать этого помогает клетке шарнир в ДНК ( возможно, прямо перед репликативной вилкой), благодаря которому вращаться с большой скоростью приходится только короткому участку ДНК. Это может быть достигнуто за счет кратковременного разрыва одной из цепей ДНК, который очень быстро и точно восстанавливается после одного или нескольких оборотов. Кратковременные разрывы и воссоединения осуществляются ферментами, известными под названием топоизомераз. Этот фермент не только позволяет ДНК вращаться, но и активно закручивает ее в направлении, благоприятствующем расплетанию цепей матрицы в районе репликативной вилки. Таким образом, гираза помогает хеликазе раскручивать ДНК для ее репликации. Закручивание ДНК с помощью гиразы и сопряженный с этим процессом гидролиз АТР до ADP и Р, обусловливают сверхспиральное состояние хромосомы. [46]

По мере движения РНК-полимеразы по матрице впереди нее происходит расплетание, а позади - восстановление двойной спирали ДНК - Одновременно освобождается очередное звено растущей цепи РНК из комплекса с матрицей и РНК-полимеразой. Эти перемещения должны сопровождаться относительным вращением РНК-полимеразы и ДНК - Трудно себе представить, как это может происходить в клетке, особенно при транскрипции хроматина. Поэтому не исключено, что для предотвращения такого вращения двигающуюся по ДНК РНК-полимеразу сопровождают топоизомеразы. [47]

Общая схема интеграции генома фага X и клеточной ДНК Тонкие линии - фаговая ДНК. жирные - ограниченные участки клеточной ДНК. [48]

В, переводят att Р в более компактную структуру ( так называемую интасому) и способствуют взаимному сближению att Р с att В. Во-вторых, фаговая интеграза катализирует собственно рекомбинашюнный процесс. Предположительный механизм рекомбинации ( рис. 150 основан на том, что интеграза проявляет свойства топоизомеразы I. Соответственно она может вносить временные однонитевые разрывы в ДНК-дуплекс. Полагают, что в месте взаимодействия ail P и att В возникает как бы четырехнитевая структура ДНК - Внесение интегразой / топоизомеразой разрывов в соответствующие места фагового и клеточного геномов и последующее воссоединение концов в определенной комбинации приводят к интеграции этих геномов. Интегрированный вирусный геном называют проеирусом или - в случае фагов - профагом. Отметим, что порядок расположения генов в профаге л отличается от такового в зрелой молекуле фаговой ДНК ( см. рис. 149 и 154); это объясняется тем, что участки cos и att P не совпадают. Профаг имеет совершенно определенную ( единственную) ориентацию относительно клеточных генов, между которыми он находится. [49]

Общая схема интеграции генома фага X и клеточной ДНК Тонкие линии - фаговая ДНК. жирные - ограниченные участки клеточной ДНК. [50]

В, переводят att Р в более компактную структуру ( так называемую интасому) и способствуют взаимному сближению att Р с att В. Во-вторых, фаговая интеграза катализирует собственно рекомбинационный процесс. Предположительный механизм рекомбинации ( рис. 150 основан на том, что интеграза проявляет свойства топоизомеразы I. Соответственно она может вносить временные однонитевые разрывы в ДНК-дуплекс. Полагают, что в месте взаимодействия att P и att В возникает как бы четырехнитевая структура ДНК - Внесение интегразой / топоизомеразой разрывов в соответствующие места фагового и клеточного геномов и последующее воссоединение концов в определенной комбинации приводят к интеграции этих геномов. Интегрированный вирусный геном называют провирусом или - в случае фагов - профагом. Отметим, что порядок расположения генов в профаге л отличается от такового в зрелой молекуле фаговой ДНК ( см. рис. 149 и 154); это объясняется тем, что участки cos и att P не совпадают. Профаг имеет совершенно определенную ( единственную) ориентацию относительно клеточных генов, между которыми он находится. [51]

Общая схема интеграции генома фага К и клеточной ДНК Тонкие линии - фаговая ДНК. жирные - ограниченные участки клеточной ДНК. [52]

В, переводят att Р в более компактную структуру ( так называемую интасому и способствуют взаимному сближению att Р с att В. Во-вторых, фаговая интеграза катализирует собственно рекомбинационный процесс. Предположительный механизм рекомбинации ( рис. 150) основан на том, что интеграза проявляет свойства топоизомеразы I. Соответственно она может вносить временные однонитевые разрывы в ДНК-дуплекс. Полагают, что в месте взаимодействия att P и att В возникает как бы четырехнитевая структура ДНК - Внесение интегразой. Интегрированный вирусный геном называют провирусом или - в случае фагов - профагом. Отметим, что порядок расположения генов в профаге Я отличается от такового в зрелой молекуле фаговой ДНК ( см. рис. 149 и 154); это объясняется тем, что участки cos и att P не совпадают. Профаг имеет совершенно определенную ( единственную) ориентацию относительно клеточных генов, между которыми он находится. [53]

В этом случае помимо уже перечисленных, требуются, в частности, хеликазы, способствующие расплетанию родительского дуплекса в области репликационной вилки ( см. гл. II), набор ферментов, необходимых для синтеза отстающей цепи ( праймазы; ферменты, удаляющие РНК-затравку; ДНК-лигазы, сшивающие фрагменты Окадзаки), а также - часто - топоизомеразы, снимающие избыточное внутримолекулярное напряжение, возникающее в результате расплетания матричного дуплекса. В общем, процесс элонгации при репликации вирусных ДНК-геномов не отличается принципиально от этого процесса при синтезе клеточных ДНК - Единственно, что следует отметить - это использование ( в некоторых системах) вирус-специфических репликационных белков, которые по своей функции аналогичны белкам, имеющимся в незараженной клетке. [54]

В этом случае помимо уже перечисленных, требуются, в частности, хеликазы, способствующие расплетанию родительского дуплекса в области репликационной вилки ( см. гл. II), набор ферментов, необходимых для синтеза отстающей цепи ( праймазы; ферменты, удаляющие РНК-затравку; ДНК-лигазы, сшивающие фрагменты Окадзаки), а также - часто - топоизомеразы, снимающие избыточное внутримолекулярное напряжение, возникающее в результате расплетания матричного дуплекса. В общем, процесс элонгации при репликации вирусных ДНК-геномов не отличается принципиально от этого процесса при синтезе клеточных ДНК - Единственно, что следует отметить - это использование ( в некоторых системах) вирус-специфических реплнкационных белков, которые по своей функции аналогичны белкам, имеющимся в незараженной клетке. [55]

Имеются различия и в состоянии ДНК транскрибируемых и нетранскрибируемых участков генома. Так, неактивная в транскрипции ДНК в большей мере метилирована, в то время как содержание 5-метилцитозина существенно меньше в транскрибируемых генах и особенно в их регуляторных последовательностях. При действии топоизомеразы I на неактивный хроматин количество супервитков не меняется, что свидетельствует о том, что эта ДНК находится в релаксированном состоянии, в ней нет торзионных напряжений, которые бы снимались под действием топоизомеразы I. Возможно, что в активном хроматине возникают такие торзионные напряжения, которые облегчают связывание регуляторных белков и работу РНК-полимер азы. [57]

Страницы: 1 2 3 4