Система ParABS - ParABS system

В parABS система представляет собой широко консервативный молекулярный механизм для плазмида разделение и сегрегация хромосом в бактерии. Первоначально идентифицированный как генетический элемент, необходимый для точного разделения плазмид с низким числом копий, он состоит из трех компонентов: ParA АТФаза, ДНК-связывающий белок ParB и цис-действующий parS последовательность. В parA и parB гены обычно находятся в одних и тех же оперон, с parS элементы, расположенные внутри или рядом с этим опероном. В совокупности эти компоненты обеспечивают точное разделение плазмид или целых хромосом между дочерними клетками бактерий до деления клеток.[1]

Механизм

На основе иммунопреципитация хроматина (ChIP), ParB обладает способностью связываться не только с высокоаффинными parS сайтов, но также и соседней неспецифической ДНК, поведение, известное как "распространение" [2][3][4][5]. Считается, что комплекс ParB-ДНК перемещается по броуновскому храповому механизму с участием АТФазы ParA: ParA неспецифически связывает ДНК в своем АТФ-связанном состоянии, но гораздо слабее в своем АДФ-связанном состоянии. [6][7]. Комплекс ParB-ДНК связывается с АТФ-связанным ParA [8], стимулируя активность АТФазы и ее диссоциацию от ДНК. Таким образом, комплекс ParB-ДНК может быть перемещен, преследуя отступающую волну. [9]. Этот механизм транслокации наблюдался с помощью флуоресцентной микроскопии как in vivo и совсем недавно in vitro с очищенными компонентами [10][11][12][13].

Рекомендации

  1. ^ Surtees, JA; Фаннелл, BE (2003). Контроль трафика плазмид и хромосом: как ParA и ParB управляют разделом. Актуальные темы биологии развития. 56. С. 145–80. Дои:10.1016 / с0070-2153 (03) 01010-х. ISBN  9780121531560. PMID  14584729.
  2. ^ Родионов, О; Лобокка, М; Ярмолинский, М. (22.01.1999). «Молчание генов, фланкирующих центромеру плазмиды P1». Наука. 283 (5401): 546–9. Дои:10.1126 / science.283.5401.546. PMID  9915704.
  3. ^ Мюррей, H; Ferreira, H; Эррингтон, Дж (сентябрь 2006 г.). «Бактериальный белок сегрегации хромосом Spo0J распространяется вдоль ДНК от сайтов зарождения parS». Молекулярная микробиология. 61 (5): 1352–61. Дои:10.1111 / j.1365-2958.2006.05316.x. HDL:11449/701. PMID  16925562.
  4. ^ Брейер, AM; Гроссман, AD (май 2007 г.). «Полногеномный анализ белка разделения хромосом и споруляции Spo0J (ParB) выявляет участки распространения и исходно-дистальные участки на хромосоме Bacillus subtilis». Молекулярная микробиология. 64 (3): 703–18. Дои:10.1111 / j.1365-2958.2007.05690.x. PMID  17462018.
  5. ^ Санчес, А; Cattoni, DI; Уолтер, JC; Речь, Дж; Пармеджиани, А; Nollmann, M; Буэ, JY (2015). «Стохастическая самосборка белков ParB создает аппарат сегрегации бактериальной ДНК». Сотовые системы. 1 (2): 163–73. Дои:10.1016 / j.cels.2015.07.013. PMID  27135801.
  6. ^ Буэ, JY; Ah-Seng, Y; Benmeradi, N; Лейн, Д. (2007). «Полимеризация SopA-разделительной АТФазы: регуляция путем связывания ДНК и SopB». Молекулярная микробиология. 63 (2): 468–81. Дои:10.1111 / j.1365-2958.2006.05537.x. PMID  17166176.
  7. ^ Castaing, JP; Буэ, JY; Лейн, Д. (2008). «Разделение плазмиды F зависит от взаимодействия SopA с неспецифической ДНК». Молекулярная микробиология. 70 (4): 1000–11. Дои:10.1111 / j.1365-2958.2008.06465.x. PMID  18826408.
  8. ^ Буэ, JY; Фаннелл, BE (1999). «P1 ParA взаимодействует с комплексом P1 раздела в parS, а переключатель ATP-ADP контролирует деятельность ParA». EMBO J. 18 (5): 1415–24. Дои:10.1093 / emboj / 18.5.1415. ЧВК  1171231. PMID  10064607.
  9. ^ Уолтер, JC; Дориньяк, Дж; Lorman, V; Речь, Дж; Буэ, JY; Nollmann, M; Палмери, Дж; Пармеджиани, А; Geniet, F (2017). «Серфинг на белковых волнах: протеофорез как механизм разделения бактериального генома». Письма с физическими проверками. 119 (28101): 028101. arXiv:1702.07372. Дои:10.1103 / PhysRevLett.119.028101. PMID  28753349.
  10. ^ Птацин, JL; Ли, Сан-Франциско; Гарнер, ЕС; Торо, Э; Эккарт, М; Комолли, LR; Moerner, WE; Шапиро, Л. (август 2010 г.). «Веретенообразный аппарат управляет бактериальной сегрегацией хромосом». Природа клеточной биологии. 12 (8): 791–8. Дои:10.1038 / ncb2083. ЧВК  3205914. PMID  20657594.
  11. ^ Ринггаард, S; ван Зон, Дж; Ховард, М; Гердес, К. (17 ноября 2009 г.). «Перемещение и выравнивание плазмид путем разборки филамента ParA». Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки. 106 (46): 19369–74. Дои:10.1073 / pnas.0908347106. ЧВК  2775997. PMID  19906997.
  12. ^ Hwang, LC; Vecchiarelli, AG; Хан, YW; Mizuuchi, M; Харада, Й; Funnell, BE; Мидзуучи, К. (2 мая 2013 г.). «ParA-опосредованное разделение плазмиды, управляемое самоорганизацией белкового паттерна». Журнал EMBO. 32 (9): 1238–49. Дои:10.1038 / emboj.2013.34. ЧВК  3642677. PMID  23443047.
  13. ^ Vecchiarelli, AG; Hwang, LC; Мидзуути, К. (9 апреля 2013 г.). «Бесклеточное исследование разделения плазмиды F предоставляет доказательства переноса грузов по механизму диффузии-храповика». Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки. 110 (15): E1390–7. Дои:10.1073 / pnas.1302745110. ЧВК  3625265. PMID  23479605.