Рекомбиназа - Recombinase

Рекомбиназы находятся генетическая рекомбинация ферменты.

Сайт-специфические рекомбиназы

Дальнейшая информация: Технология сайт-специфической рекомбиназы

ДНК-рекомбиназы широко используются в многоклеточных организмах для управления структурой геномы, и контролировать экспрессия гена. Эти ферменты, полученные из бактерии (бактериофаги ) и грибы, катализируют направленно чувствительные реакции обмена ДНК между короткими (30–40 нуклеотиды ) цель последовательности сайтов, специфичные для каждой рекомбиназы. Эти реакции включают четыре основных функциональных модуля: удаление / вставка, инверсия, перемещение и кассета обмена, которые использовались по отдельности или в сочетании в широком диапазоне конфигураций для контроля экспрессии генов.[1][2][3][4][5]

Типы включают:

Гомологичная рекомбинация

Рекомбиназы играют центральную роль в гомологичная рекомбинация в широком спектре организмов. Такие рекомбиназы описаны в археи, бактерии, эукариоты и вирусы.

Археи

Археон Sulfolobus solfataricus Рекомбиназа RadA катализирует ДНК спаривание и обмен цепей, центральные этапы рекомбинационной репарации.[6] Рекомбиназа RadA имеет большее сходство с эукариотической Rad51 рекомбиназы, чем бактериальная рекомбиназа RecA.[6]

Бактерии

RecA рекомбиназа, по-видимому, повсеместно присутствует в бактериях. RecA имеет несколько функций, связанных с Ремонт ДНК. RecA играет центральную роль в ремонте вилок репликации, остановленных Повреждение ДНК и в бактериальном половом процессе естественного генетическая трансформация.[7][8]

Эукариоты

Эукариотический Rad51 и родственные ему члены семейства гомологичны рекомбиназам архейного RadA и бактериального RecA. Rad51 в высокой степени сохраняется от дрожжей для человека. Он выполняет ключевую функцию в рекомбинационной репарации повреждений ДНК, в частности, двухцепочечных повреждений, таких как двухцепочечные разрывы. У людей чрезмерно или недостаточновыражение Rad51 встречается в самых разных раки.

В течение мейоз Rad51 взаимодействует с другой рекомбиназой, Dmc1, чтобы сформировать пресинаптическую нить, которая является промежуточным звеном в гомологичная рекомбинация.[9] Функция Dmc1, по-видимому, ограничивается мейотической рекомбинацией. Подобно Rad51, Dmc1 гомологичен бактериальному RecA.

Вирусы

Некоторые ДНК-вирусы кодируют рекомбиназу, которая способствует гомологичной рекомбинации. Хорошо изученным примером является рекомбиназа UvsX, кодируемая бактериофаг Т4.[10] UvsX гомологичен бактериальному RecA. UvsX, как и RecA, может способствовать ассимиляции линейной одноцепочечной ДНК в гомологичный дуплекс ДНК с образованием D-петля.

Рекомендации

  1. ^ Нерн, А; Pfeiffer, BD; Свобода, К; Рубин, GM (23 августа 2011 г.). «Множество новых сайт-специфичных рекомбиназ для использования при манипулировании геномами животных». Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки. 108 (34): 14198–203. Bibcode:2011ПНАС..10814198Н. Дои:10.1073 / pnas.1111704108. ЧВК  3161616. PMID  21831835.
  2. ^ Гарсия-Отин, Алабама; Guillou, F (1 января 2006 г.). «Нацеливание на геном млекопитающих с использованием сайт-специфичных рекомбиназ». Границы биологических наук. 11: 1108–36. Дои:10.2741/1867. PMID  16146801.
  3. ^ Димецки С.М.; Ким, JC (5 апреля 2007 г.). "Три G" молекулярной нейроанатомии: учебник ". Нейрон. 54 (1): 17–34. Дои:10.1016 / j.neuron.2007.03.009. ЧВК  2897592. PMID  17408575.
  4. ^ Луан, Н; White, BH (октябрь 2007 г.). «Комбинаторные методы точного нацеливания на нейрональные гены». Текущее мнение в нейробиологии. 17 (5): 572–80. Дои:10.1016 / j.conb.2007.10.001. PMID  18024005.
  5. ^ Fenno, LE; Мэттис, Дж; Рамакришнан, К; Хён, М; Lee, SY; Он, М; Tucciarone, J; Селимбейоглу, А; Берндт, А; Grosenick, L; Залокусский, К.А.; Bernstein, H; Swanson, H; Perry, C; Diester, I; Бойс, FM; Бас, CE; Никогда; Huang, ZJ; Deisseroth, K (июль 2014 г.). «Нацеливание на ячейки с отдельными векторами с использованием многофункциональной логики». Методы природы. 11 (7): 763–72. Дои:10.1038 / nmeth.2996. ЧВК  4085277. PMID  24908100.
  6. ^ а б Зейтц Э.М., Брокман Дж. П., Сандлер С. Дж., Кларк А. Дж., Ковальчиковски С. К. (1998). «Белок RadA является гомологом белка RecA архей, который катализирует обмен цепей ДНК». Genes Dev. 12 (9): 1248–53. Дои:10.1101 / gad.12.9.1248. ЧВК  316774. PMID  9573041.
  7. ^ Кокс М.М., Гудман М.Ф., Кройцер К.Н., Шерратт Д.Д., Сандлер С.Дж., Марианс К.Дж. (2000). «Важность восстановления остановившихся вилок репликации». Природа. 404 (6773): 37–41. Bibcode:2000Натура 404 ... 37С. Дои:10.1038/35003501. PMID  10716434.
  8. ^ Мичод Р. Э., Бернштейн Х, Неделку А. М. (2008). «Адаптивное значение секса у микробных патогенов». Заразить. Genet. Evol. 8 (3): 267–85. Дои:10.1016 / j.meegid.2008.01.002. PMID  18295550.
  9. ^ Crickard JB, Kaniecki K, Kwon Y, Sung P, Greene EC (2018). «Спонтанная самосегрегация рекомбиназ ДНК Rad51 и Dmc1 в филаментах смешанной рекомбиназы». J. Biol. Chem. 293 (11): 4191–4200. Дои:10.1074 / jbc.RA117.001143. ЧВК  5858004. PMID  29382724.
  10. ^ Бернштейн C, Бернштейн H (2001). Ремонт ДНК в бактериофаге. В: Nickoloff JA, Hoekstra MF (Eds.) Повреждение и восстановление ДНК, Том 3. Продвигается от фага к человеку. Humana Press, Тотова, Нью-Джерси, стр. 1–19. ISBN  978-0896038035

внешняя ссылка