Консервативная сайт-специфическая рекомбинация у фага Mu
• В центральной части хромосомы
фага Mu есть сегмент G (около 3 т.п.н.), содержащий на концах инвертированные повторы (около 30 п.н.) со специфическими рекомбинационными сайт.
• Между этими сайтами возможна
рекомбинация. Участвует фермент – инвертаза gin.
• Четыре субъединицы фермента
(по одной на каждую цепь ДНК) делают "временные" разрывы одновременно в обеих цепях каждого рекомбинационного сайта, образуя 5'-P и 3'-OH-концы.
• Разрывы цепей в дуплексе
происходят на расстоянии 2 п.н., так что 3'-конец как бы выступает.
•Фермент ковалентно связывается с 5'-P-концами.
•Затем одна часть первого дуплекса меняется местами с такой же частью
второго дуплекса, после чего восстанавливаются фосфодиэфирные связи во
всех четырех цепях. |
9 |
•Происходит инверсия сегмента G
Инверсия G-сегмента в фаге Mu по механизму консервативной сайт-специфической рекомбинации регулирует работу генов путем перестроек ДНК
•G-сегмент содержит гены U, U ', Sv и Sv '
•При одной ориентации сегмента (G+) транскрибируются гены Sv и U
•Фаг размножается на E. coli B, E. coli K12 и S. typhimurium
•При противоположной ориентации (G-) функционируют гены Sv' и U '.
•Фаг размножается на E. coli C, Citrobacter freundii, Shigella sonnei и др.
10
Система сайт-специфических инверсий ДНК
Din (DNA inversions)
•Подобные реакции, осуществляемые инвертазами входят в систему Din (от DNA inversions) сайт-специфических инверсий ДНК кишечных бактерий и их фагов.
•Характерна высокая частота подобной рекомбинации
•Меняя ориентацию определенных генов относительно их промоторов, инверсии приводят к включению одних генов и выключению других.
–переключение генов поверхностного антигена (флагеллина) у S. typtimurium - борьба с иммунной системой хозяина. Участвует инвертаза Hin;
–переключение генов, кодирующих белки хвостовых отростков у фагов Mu (инвертаза Gin) и P1 – смена хозяев.
•Все инвертазы системы Din фагов и бактерий заменяют друг друга
врекомбинации in vitro.
•Степень гомологии между ними составляет 60-70%. Их
рекомбинационные сайты в обращенных повторах на концах 11
инвертируемых сегментов также гомологичны.
Перестройки вариабельных областей генов иммуноглобулинов и Т-клеточных рецепторов
•Разнообразие вариантов антител и Т-клеточных рецепторов определяется ограниченным исходным набором генов.
•Иммуноглобулины
–тяжелая цепь - 14 хромосома
–легкая цепь каппа - 2 хромосома
–легкая цепь лямбда - 22 хромосома
•Т-клеточные рецепторы
–TCR α-цепь и δ-цепь - 14 хромосома
–TCR β-цепь и γ-цепь - 7 хромосома
•Наследуемые от родителей гены Ig и TCR называют зародышевыми генами, или зародышевой конфигурацией (germline configuration).
•В онтогенезе происходят перестройки (рекомбинация) в генах Ig и TCR. Молекулярный механизм рекомбинации локусов Ig/TCR идентичный. Перестройки происходят на ранних этапах дифференцировки в костном мозге (для В-лимфоцитов) и тимусе (для Т-лимфоцитов) и представляют собой соматическую негомологичную рекомбинацию.
•Гены иммуноглобулинов
•Кодирующая ДНК для вариабельной части каждой из цепей иммуноглобулина
собирается из сегментов трех отдельных
кластеров: V (variable), D (diversity) у 12
тяжелых цепей и J (joining).