А — двойная спираль ДНК; Б — присоединение к двойной спирали белка rec BCDс последующим его перемещением; В — возникновение разрыва в сайте узнавания; Г — образование одноцепочечного участка «ус»
+
В процессе общей генетической рекомбинации центральная роль отводится комплементарным взаимодействиям нуклеотид- ных последовательностей. Кроме того, этот процесс требует участия особого белка гесА с Mr, равной 38 кДа. Белок гесА прочно связывается в виде крупных кластеров с одиночными цепями ДНК, одновременно удерживая и двойную спираль. За счет двух сайтов данный белок имеет еще один участок — для связывания и гидролиза АТР, т.е. он представляет собой ДНК-зависимую АТРазу. Благодаря особенностям белка гесА осуществляются од-L
Обмен между цепями
Высвобождение одной из цепей
Разрыв
Рис. 5.6. Схема начального одноцепочечного обмена между двумя гомологичными двойными спиралями ДНК в процессе общей рекомбинацго1
ноцепочечный обмен между двумя двойными спиралями (рис. 5. с удалением некоторого количества нуклеотидов и локальный ре синтез ДНК.
Разрыв в одной из цепей ДНК высвобождает эту цепь, и он внедряется во вторую спираль, образуя короткий спаренный учас
ток. После начального обменаtomi логичные нуклеотидные последовг тельности двух взаимодействующв спиралей устанавливаются в строго соответствии одна с другой, в связс с чем происходит расширение обл? сти спаривания и быстрый обме между спиралями. Для этого процеа, разные организмы используют нес динаковые механизмы, большинств из которых включает в качестве прс межуточного этапа обмен с перекр. щиванием цепей между двумя сш ралями ДНК (рис. 5.7).
Структура, образующаяся при оР мене с перекрещиванием цепей, сС держит две перекрещенные и две н перекрещенные цепи. Она способ? : существовать в различных изомернР
Две гомологичные спирали ДНК
Разрыв цепи и обмен
Разрыв цепи и обмен
♦
Сшивание разорванных цепей
Равноценные структуры
Рис. 5.7. Схема образования структуры с перекрещиванием цепей между двумя спиралями ДНК
формах. Изомеризация меняет пол| жение двух пар цепей: две ранее п! рекрещивающиеся цепи становяТ( неперекрещивающимися и наобор<1 Для того чтобы восстановили^ две отдельные спирали ДНК и flj самым прекратился процесс спар вания, в каждой из двух перекрещён ных цепей должен произойти разр! (рис. 5.8)
.
AT Г Ц AATT ЦАГТЦ
ТАЦГ ТТААГТЦАГ
Сшивание | ДНК-лигаза
АТГЦ-ААТТ-ЦАГТЦ ТАЦГ-ТТАА-ГТЦАГ
-АТГЦААТТ ЦТГАГАТЦЦА ТАЦГ
ТАЦГ ТТААГАЦТЦТ АГГТАТГЦ
Фрагмент 1 Линкер Фрагмент 2
AT ГЦ Г Г Г Ц Ц Ц ГТ А Ц
ТАЦГЦЦЦ Г Г ГЦА T Г
Мет Тир Гли Гли Фен Лей Stop , I 11 I I и и м 11 I ,.
.ААТТ^ЦАТГТАТГГТГГЦТТТЦТГТАА
ГТАЦАТАЦЦАЦЦГАААГАЦАТТЦТАГ'^
■ EcoRI \BamHI
«Липкий» \
конец «Липкий»
конец
Один из важных этапов конструирования молекулы ДНК дотирование (или сшивание) генов с помощью фермента ДНК лигазы. Сшивание фрагментов ДНК, содержащих нужные гень осуществляют двумя основными методами: а) по «липким» кой* нам; б) с помощью искусственно достроенных «липких» концов Сшивание генов (фрагментов) ДНК по «липким» концам, т.1 взаимнокомплементарным участкам, длиной из 4—6 пар нукле< тидов, достаточно легко осуществляется ферментом ДНК-лиг^ зой с образованием ковалентной фосфодиэфирной связи меж!| соседними нуклеотидами: