Обща рекомбинация с координирано въвеждане на прекъсвания и съединяването на двете вериги на ДНК спирали за форма с удължено хетеродуплексни региони. За да може да се случи рекомбинация между двойните спирали, предоставени на всяко от четирите вериги трябва да бъдат разбити и след това се свързва с нов партньор. Подходящи верига както хомоложна линеен дуплекс ДНК врязани и свободните краища на една спирала половинка с допълнителни порции от друга. Хиазма се стабилизира чрез кръстосано свързване на краищата на веригите на донора в реципиента свободните краища на спиралите. Crossing-точкови схеми, обменящи се движи по спирала - процес, наречен клон миграция (д). По този начин има едновременни дивергенция вериги, започващи спирали и тяхното reassociation с нови партньори, за да образуват дъщерни мезонети. Структура д и е и ж се наричат Holliday кръстовище на име изследовател, за първи път те
оферта. Holliday структура може да стане рекомбинантен двойна спирала, като разликата и обединението на двете вериги в алтернативни начини. Един метод се състои в рязане и Реюнион пресича вериги. Две продукт реципрочно L и m могат да бъдат образувани, при поява на недостига и последващо Реюнион вериги в точката на пресичане на структури Е и D на линията на пресичане или четири вериги в структурата и изомерна Holliday. Размер комуникация фрагменти зависи от разстоянието, с което миграцията настъпили клонове преди акт рекомбинация. Алтернативен продукти N и формира в случай Holliday на структура преминава получената празнина к. На база рекомбинация от този тип е хомоложни вериги сдвояване, принадлежащи към две различни ДНК спирала, така че най-вероятно да се случи в точката, където такова свързване е възможно априори и където последователности хомоложни е достатъчно голям, за миграция може да възникне
клонове в рамките на структурата от нулата вериги. Следователно може да се разбере защо общия брой, или хомоложна рекомбинация се случва между две повторения в същата ДНК молекула или между алелен и неалелни членове на една и съща последователност в две различни хромозоми.
По време на миграция, клонът време чифтосване вериги, принадлежащи към различни спирални форма хетеродуплекси. В такъв хетеродуплекс в сегмента между образуването на старт място Holliday структури и кръстосано сайт може да съдържа един или повече несъвпадащи бази. Те се отстраняват както и всички модифицирани бази при възстановяване на ДНК. Въпреки това, както може да бъде отстранен от всички несъвпадащи бази в двата рекомбинантни спирали в този сайт може да бъде същата базова двойка, т.е. Рекомбинация за този сайт ще бъде nonreciprocal. По този начин, всеки от рекомбинантните спирали може да бъде подобна на всяка
от първоначалните дуплекси в тези позиции, където първоначално те се различават.
Обща рекомбинация с формирането на прекъсвания на двойната верига.
Алтернативна обща механизъм рекомбинация включва образуване на двойноверижна прекъсване в една от партньор дуплекс. След това, с помощта на екзонуклеази пролука е оформена в фрактурата. При сдвояването на 3'-края на едноверижни празнини с комплементарната верига на интактното спирала е оформен в последния цикъл. Размерът на този цикъл се увеличава с ДНК полимераза увеличава 3'-края на "вклинена" верига. В крайна сметка, на другия край на едноверижните пропуски свърже с комплементарна последователност в подвижна примка. В резултат на системата за свързване се образува "праймер матрица", и ДНК полимераза синтезира липсващата верига, запълване на празнината. Свързването на двата края на нарастващите вериги с източник води до образуването на двойна структура Holliday (т.е. структура, в която две спирали се комбинират две мишена
едно на всеки край пропуски). клон на миграцията в едната или двете мерника движи двата съединителя места във всяка посока, а в райони, съпътстващи разликата, може да възникнат грешки. Разделянето на тези структури могат да отидат по два начина - с кръст и без него. с образуването на четири дуплекси.
Трябва да се отбележи някои особености на този механизъм. Обучение погрешни двойки (хетеродуплекси) в регионите, фланкиращи разликата причинява получаване както и взаимното nonreciprocal рекомбинация между генетичните маркери. Ако двойноверижна почивка настъпва до (или в) зоната, където има различия между спиралите (базови замествания, делеции, инсерции, инверсии, и т.н.) ще наследят рекомбинантна нуклеотидна последователност
партньор, който се прекъсне не се случи. Този механизъм обяснява много случаи на генна конверсия, по-специално тези, в които удължен последователност на дуплекс се заменя със съответния но различна последователност на друга
дуплекс.
Nonreciprocal рекомбинация обща употреба и ремонт на някои увреждане на ДНК. Например, ако тимин димери са били отстранени от УВ-облъчени ДНК преди да дойде в разклонението на репликация на комплементарна верига синтез в тази област не може да бъде завършена. Тъй като тимин димери, които се намират срещу пропуските не могат да бъдат Вие сте
schepleny, единственият начин да се спаси хроматидите - използвайте генетична информация хомоложни на сестрински хроматиди и запълни празнината. За да направите това, тя използва същия механизъм, както за ремонт на дупки.
инча
Ензимите, участващи в общата рекомбинация.
Като цяло включва две специфични рекомбинация ензим, и още повече ензими, катализиращи като процеси на ДНК репликация и ремонт. Enzymology обща рекомбинация се изследва само за определени прокариотни организми, като Е.коли и неговите фаги. Една от специфичните ензими, необходими за успешното хомоложна рекомбинация се нарича гесА протеин.
Той катализира обмен на единични вериги, използващи енергията на АТР хидролиза на ADP и неорганичен фосфат. RecA зависим въвеждане на едноверижна ДНК дуплекс - първия етап на процеса на рекомбиниране при двете схеми Holliday и механизма за образуване на двойно-верижни паузи. Вторият ензим, състояща се от три отделни субединици (В, С и D) и така наречените recBCD-нуклеаза има ендо- и екзонуклеаза и хеликаза дейности. Неговият механизъм на действие не е напълно инсталирано, но е известно, че
recBCD-нуклеаза индуцира прекъсвания в ДНК дуплекс и поради неговата присъща хеликаза активност започва с гесА рекомбинация.
Определено като ензим рязане обекти в Holliday структури; той помогна образуват лепливи краища, съединени с лигаза. Като цяло рекомбинация са също участват хеликаза и протеини, които се свързват с едноверижна ДНК
(SSB; от английски едноверижна свързване.); и двете са необходими за да се гарантира, че процесът на клон на миграцията.
Както е известно, по време на движение на веригите спомага клон миграция Pol I, и веригите, които участват в vossoedineniirazorvannyh ДНКлигаза. За отстраняване на топологични ограничения и отвиване спирала за racputyvaniya изви структури очевидно необходима тип топоизомераза I и евентуално други антибиотици.
Хомоложна рекомбинация при възстановяване на ДНК
Бързо делящите бактериални клетки, съдържащи множество репликони образувани nedoreplitsirovannymi хромозоми са по-устойчиви на йонизиращо лъчение, което индуцира двойноверижна ДНК прекъсвания в клетки с малък брой репликони са в стационарна фаза.
Хаплоидни дрождени клетки в G1 фаза преди началото на ДНК синтез е изключително чувствителни към йонизиращо лъчение, докато същите клетки в G2 фазата на митоза и устойчиви на йонизиращо лъчение като диплоидни клетки.
Тези факти показват, че ефективната защита,
щети, причинени от йонизиращи лъчения, необходимо за едновременното присъствие в клетката на две хомоложни ДНК молекули.
Фигура 1. Един от моделите, обясняващи ремонт на двойно-верижни паузи.
Процесът на възстановяване е условно разделен на три етапа:
1. пресинаптичен фаза - възниква въвеждане двойноверижна спиране на ДНК или, ако присъства, се извършва веднага нуклеазни краища фрактури разцепване. При създаването на едноверижна 3'-ОН-изпъкнали ДНК завършва на фрактурата участва RecBCD протеин, който притежава двете хеликаза и екзонуклеаза дейности. RecBCD развива двойно-верижна ДНК молекула, на мястото на скъсване и хидролизира една от веригите в 5 '> 3', оставяйки едноверижна издадената част.
2. Synaptic фаза - настъпва Synapsis хомоложни региони на две ДНК молекули с комплементарна поява
едноверижна част в ДНК дуплекс и последваща синтеза на репаративна ДНК. Търсене на хомоложни области и обмен на схеми, необходими за рекомбинация да се случи с участието на RecA протеин.
3. постсинаптичните фаза - Holliday структури, образувани са разделени от RuvA протеин, -В и -С, RecG и протеини SOS-ремонт система (RecN, UvrD, RecF и RecJ). Подобни механизми, използвани от клетки за recombinational ремонт на едноверижни празнини, оставащи в ДНК молекули се дължи на блокиране на репликативна синтез на ДНК модифицирани нуклеотиди.
Много генни продукти са E.coli, и дрожди, участващи в recombinational ремонт увреждането на ДНК са хомолози при животни и хора. Отличителна черта на еукариотна рекомбинация и ремонт е настъпването на съответните протеини в множество протеинови комплекси, и по-специално transkriptosomy replisome че
Това показва тяхната важна роля в матрица биосинтеза на нуклеинови киселини в еукариотни клетки.
Механизмът на сайт-специфична рекомбинация
Сайт-специфична рекомбинация настъпва между специфични сегменти на ДНК дуплекси, които нямат разширени хомология парцели. Типичен пример за такава интеграция е рекомбинация пръстеновиден λ фагова ДНК в хромозомата на Е.коли и обратен сегрегация. Рекомбинацията настъпва в рамките на специфична нуклеотидна последователност на ДНК на фага λ (attP-място) и уникални ДНК последователности на E.coli, (attV място). Нуклеотидните последователности и attP- attV сайтове са доста различни, въпреки че те имат обща сърцевина (D) с дължина от 15 базови двойки. AttP (POP) се простира над 150 нуклеотиди оставени (F) и на правилните 75 нуклеотиди (Р ') на обща основа, а attB (BOB ") - дължина сегмент от само около 25 нуклеотиди, включително ядрото. Тъй като нуклеотидни последователности, фланкиращи attP- attV и оставени обекти (attL) и дясната (ATTR), тези сайтове се различават, механизмът на рекомбинация на ДНК ексцизия на фаг λ ДНК на E.coli, трябва да са различни от механизма на тяхното recombinational интеграция. Всъщност, за рекомбинация между attL и ATTR с изключение на ДНК на фага се изисква в допълнение към протеин Int фаг X е протеин и клетъчен протеин HF. Процес recombinational ексцизия очевидно има някаква прилика с процеса на интеграция, но ролята на тези три протеини, особено X е протеин все още се учи.
Non-хомоложна рекомбинация. Рекомбинацията между не-хомоложни последователности на нуклеинови киселини се извършва в прокариотни клетки и дрожди са редки, но в клетки на бозайник - много често. Чрез нехомоложна рекомбинация процес може да включва произволен вмъкване на вирусна или плазмидна ДНК в ДНК на животински клетки, което води до реплициращ
паповавирус геноми има много делеции и дупликации. Краищата на счупени ДНК могат да се свързват дори ако те не са хомоложни. В някои случаи рекомбинация настъпва между последователности, съдържащи няколко базови двойки на хомоложна или частично хомоложни между късите части. Но като правило, рекомбиниращите сегменти имат хомология
технологични последователности.
Свързани статии