Репликация днк: учебное пособие
жүктеу/скачать 2,57 Mb. Pdf көрінісі
|
|
7.1.1.2. Семейство Dnmt2 ДНК-метилаза Dnmt2 состоит из 415 аминокислотных остатков и лишена N-концевого домена. Активность этого фермента была обнаружена в клетках человека и дрозофилы. В эмбриональных стволовых клетках мыши инактивация гена Dnmt2 путем гомологичного нокаута не выявила заметного изменения в поддерживающем метилировании и метилиро- вании ДНК de novo, что оставляет функцию этого фермента неясной. У растений и грибов также выявлены гены «коротких» ДНК-метилаз. 7.1.1.3. Семейство DnmtЗ Функцию метилирования ДНК de novo выполняют ДНК-метилазы Dnmt3а и Dnmt3b. Dnmt3а и Dnmt3b человека состоят из 908 и 859 аминокислотных остатков соответственно, причем ген DNMT3B путем альтернативного сплайсинга может кодировать и ряд более коротких полипептидов. кДНК генов DNMT3A и DNMT3B мыши проявляет высокую гомо- логию с соответствующими кДНК человека. На функцию метилирования ДНК de novo этих белков указывает равная эффективность модификации ими последовательностей СрG в полуметилированных и неметилированных нативных и синтетических субстратах, а также значительное уменьшение их активности в зрелых соматических тканях. Высокая экспрес- сия генов DNMT3A и DNMT3B отмечена в недифференцированных эмбриональных ство- ловых клетках. В этих клетках метилазы DnmtЗа и DnmtЗb играют важную роль не только в установлении, но и в поддержании обшей картины метилирования ДНК. В то же время в этих дифференцирующихся клетках и в соматических тканях взрослого организма экспрес- И. М. Спивак. «Репликация ДНК: учебное пособие» 98 сия этих генов крайне мала. Инактивация генов DNMT3A и DNMT3B путем гомологичного нокаута в эмбриональных стволовых клетках приводила к потере способности этих клеток метилировать ретровирусную ДНК de novo. Эти гены существенны также для нормального постэмбрионального развития мышей: дефектные по этим генам животные погибали спустя четыре недели после рождения. Хотя ферменты Dnmt3а и Dnmt3b выполняют сходные или перекрывающиеся функ- ции, они проявляют и специфические различия. Так, метилаза Dnmt3b отвечает за мети- лирование центромерных линкерных сателлитных повторов, а мутации гена DNMT3B у человека приводят к развитию ICF-синдрома (immunodeficiency, centromeric instability, facial anomalies). IСF-синдром – редкое аутосомное рецессивное заболевание, характеризующееся различными иммунологическими дефектами и аномальным строением лица. Он связан с нестабильностью центромерного гетерохроматина. При IСF-синдроме отмечается гипоме- тилирование сателлитных ДНК II и III – главных компонентов конститутивного гетерохро- матина. Важно отметить присутствие в клетках млекопитающих особого белка семейства Dnmt3, обозначенного как Dnmt3L. Этот белок не проявляет метилтрансферазной активно- сти, так как у него отсутствуют или укорочены несколько ключевых аминокислотных моти- вов каталитического домена. В то же время в клетке Dnmt3L стимулирует активность ДНК- метилаз Dnmt3а и Dnmt3b и взаимодействует с ними напрямую. Устаноатена совместная локализация всех белков семейства Dnmt3 в ядре и необходимость наличия Dnmt3L для регуляции метилирования ДНК de novo и установления геномного импринтинга. Следует отметить, что в ассоциации с гистоновой деаиетилазой Dnmt3L выполняет также функцию транскрипционного репрессора. При анализе ДНК эмбриональных стволовых клеток мыши был выявлен высокий уро- вень метилирования в ней последовательностей СрА и в меньшей степени – СрТ (15–20 % общего метилирования цитозина). Это «не-СрG»-метилирование отмечено как в симмет- ричных Ср(N) n рG-последовательностях, так и в несимметричных сайтах. В эмбриональных стволовых клетках с инактивированным геном ДНК-метилазы Dnmt1 доля «не-СрG»-мети- лирования увеличивалась до 45 % общего метилирования ДНК, что указывало на связь этой ДНК-метилазной активности с генами DNMT3A и DNMT3B. Действительно, ДНК транс- генных клеток дрозофилы с экспрессируемым в них геном DNMT3A наряду с последова- тельностью СрG содержала метилированный цитозин и в последовательности СрА. Мети- лазы Dnmt3 имеют значительно укороченный N-концевой домен по сравнению с метилазой Dnmt1, но в этом домене имеются области связывания с различными репрессорами (см. табл. 3). Благодаря этому свойству все метилазы семейства Dnmt3 способны выполнять функцию транскрипционных репрессоров, независимую от их каталитической ДНК-метилтрансфе- разной функции. |