19. Контроль гомеологической рекомбинации.

РЕКОМБИНАЦИЯ У E. COLI: ГЕНЕТИЧЕСКИЙ КОНТРОЛЬ И МОЛЕКУЛЯРНЫЙ МЕХАНИЗМ. Клетки E. coli способны к обмену генетической информацией с помощью двух процессов, заме­няющих им половой: конъюгации и трансдукции. При конъюгации клетки разных половых типов вступают в контакт, и из клетки до­нора в клетку реципиента передается одна из двух цепей коль­цевой ДНК. Реципиентные клетки никогда не получают от донора полную кольцевую ДНК, а только ее часть, которая достраивается до линейного двуцепочечного фрагмента. При трансдукции из клеток донора в клетку реципиента с помощью бактериофага пере­носится двуцепочечный фрагмент бактериальной хромосомы. Да­лее донорный фрагмент дол­жен заменить гомологичную часть хромосомы реципиента с помо­щью парных кроссинговеров. Механизмкроссинговера у E. coli. Самый главный белок RecA - продукт гена recA. Этот белок участвует в рекомбинации и в репарации (процесс восстановления природной структуры ДНК, поврежденной при нормальном биосинтезе ДНК в клетке или в результате воздействия физическими или химическими агентами). Основное назначение белка RecA - приводить во взаимо­действие одноцепочечную ДНК со сходным дуплексом. У белка есть два сай­та связывания с ДНК. Первый используется для первичного связывания с ДНК. Молекулы белка собираются на ДНК по принципу "конец-в-конец", образуя вокруг ДНК правозакрученную белковую спираль. В результате возникает образование - RecA-ДНК-фила­мент. В филаменте двуце­почечная ДНК изме­няет свою конформацию. Она оказывается растянутой в 1,5 раза. Это необходимо для последующего взаимо­действия дуплекса с гомологичной одноцепочечной ДНК. Фор­мирование филамента за­вершает подготовительную стадию кроссинговера. Реакции, составляющие следующую, синаптическую стадию кроссинго­вера, происходят внутри филаментов. Филаменты могут всту­пать в рекомбинацию только со свободной, не находящейся в филаменте ДНК. Взаимодейст­вие филамента с го­лой ДНК осуществляется за счет второго сайта связывания RecA (слабое связывание). Нахождение гомологии связано с формированием гетеродуплекса. Оно начинается с образования структуры, в которой задействованы три цепи ДНК: одноцепо­чечная ДНК вне­дряется в дуплекс и образует двойную спираль (гетеродуплекс) с од­ной, комплементарной ей цепью дуплекса, вытесняя вторую цепь. На следующем этапе - постсинапсисе гетеродуплекс удлиняется путем миграции ветвления. В случае рекомбинации между одноце­почечной ДНК и дуплексом она происхо­дит в определенном направлении.Основнойпуть рекомбинации у E. coli - RecBCD. Главную роль здесь играет фермент RecBCD-нуклеаза, субъе­диницы которой кодируются ге­нами recB, recC и recD. RecBCD может гидролизовать одно- и двуцепочечную ДНК. Он может расплетать дуп­лекс ДНК и расщеплять одноцепочечную ДНК. RecBCD-нуклеаза го­товит субстрат для белка RecA.