Ағылшыншамен салыстырыңыз: абзацты басыңыз — түпнұсқа терезеде ашылады. Абзац астындағы EN түймесі оны мәтін ішінде көрсетеді.
Мазмұны
Кіріспе
Бактериялардағы ақуыз кешендерінің отбасысы.
Family of protein complexes in bacteria
Функция
RecD және RecB қосалқы бірліктері геликазалар болып табылады, яғни ДНК-ны (немесе басқа жағдайларда РНК-ны) айналдыра жазатын энергияға тәуелді молекулалық қозғалтқыштар. RecB кіші бірлігі сонымен қатар нуклеаза функциясын атқарады. Ақырында, RecBCD ферменті (мүмкін RecC кіші бірлігі) Chi деп аталатын 5' GCTGGTGG 3' ДНК-дағы нақты тізбекті таниды (кейде грек әрпі χ арқылы белгіленеді). RecBCD геликазалардың арасында ерекше, себебі оның әртүрлі жылдамдықпен қозғалатын екі геликазасы бар және ол Chi ДНК тізбектерін тани алады және оларға әсер ете алады. RecBCD сызықтық екі жіпті (ds) ДНК-ның ұшына берік байланысады. RecD геликазасы фермент айналуын бастайтын 5' ұшы бар жіпте, ал RecB 3' ұшы бар жіпте қозғалады. RecB, RecD-дан баяу болғандықтан, RecB-дан алшақ бір жіптік (ss) ДНК тізбегі жинақталады (2-сурет). Бұл екі ss құйрықты (қысқа 3' ұшталған құйрық және ұзын 5' ұшталған құйрық) және бір ss тізбекті (3' ұшталған жіпте) электронды микроскопия арқылы көрінетін ДНК құрылымдарын жасайды. ss құйрықтары бірінші тізбекті толықтыратын екінші ss тізбегін құруы мүмкін; мұндай екі тізбекті құрылымдар бастапқыда "қоян құлақтары" деп аталған.
Both the RecD and RecB subunits are helicases, i. e., energy dependent molecular motors that unwind DNA (or RNA in the case of other proteins). The RecB subunit in addition has a nuclease function. Finally, RecBCD enzyme (perhaps the RecC subunit) recognizes a specific sequence in DNA, 5' GCTGGTGG 3', known as Chi (sometimes designated with the Greek letter χ). RecBCD is unusual amongst helicases because it has two helicases that travel with different rates and because it can recognize and be altered by the Chi DNA sequence. RecBCD avidly binds an end of linear double stranded (ds) DNA. The RecD helicase travels on the strand with a 5' end at which the enzyme initiates unwinding, and RecB on the strand with a 3' end. RecB is slower than RecD, so that a single stranded (ss) DNA loop accumulates ahead of RecB (Figure 2). This produces DNA structures with two ss tails (a shorter 3’ ended tail and a longer 5’ ended tail) and one ss loop (on the 3' ended strand) observed by electron microscopy. The ss tails can anneal to produce a second ss loop complementary to the first one; such twin loop structures were initially referred to as “rabbit ears.”
Әрекет ету механизмі
Реакция кезінде RecB нуклеазасы реакция жағдайларына, әсіресе Mg2+ иондары мен АТФ концентрацияларының арақатынасына байланысты әртүрлі әрекет ете алады. (1) Егер АТФ артық болса, фермент Chi (бастапқы 3' ұшы бар) арқылы жіпті жарып тастайды (2-сурет). Ажырату жалғасады және Chi ұшына жақын 3' жалғыз тізбекті құйрық пайда болады. Бұл құйрықты RecA ақуызы байланыстыра алады, ол гомологтық екі тізбекті ДНК-мен тізбек алмасуға көмектеседі. RecBCD ДНК-ның соңына жеткенде, үш суббірлік те ыдырайды және фермент бір сағат немесе одан да көп уақыт бойы белсенділігін жояды; Chi-де әрекет еткен RecBCD молекуласы басқа ДНК молекуласына шабуыл жасамайды. (2) Егер Mg2+ иондары артық болса, RecBCD екі ДНК тізбегін де эндонуклеолитикалық жолмен кеседі, бірақ 5' құйрығы сирек кесіледі (3-сурет). RecBCD 3' ұшындағы тізбектегі Chi орнына кездескенде, ажырату тоқтайды және 3' құйрығының ыдырауы азаяды. RecBCD ажыратуды қайта бастағанда, ол қарама-қарсы тізбекті (яғни 5' құйрығын) кесіп, RecA ақуызын 3' ұшындағы тізбекке жүктейді. Жасұшалардағы бір ДНК молекуласындағы Chi орны басқа ДНК-дағы Chi белсенділігін азайтады немесе тоқтатып тастайды, бұл, мүмкін, in vitro жағдайында АТФ артық болғанда және ДНК Chi орнында жарылғанда байқалатын RecBCD-нің Chi-ге тәуелді ыдырауынан туындайды. Екі реакция жағдайында да 3' тізбегі Chi орнынан кейін толық қалпында болады. RecBCD RecA ақуызын 3' құйрығына белсенді түрде жүктейді. Фермент сонымен қатар сызықты ДНК-ны (бір немесе екі тізбекті) дөңгелек екі тізбекті ДНК препараттарынан жоюға да пайдалы, себебі оның белсенділігі үшін ДНК ұшы қажет.
During unwinding the nuclease in RecB can act in different ways depending on the reaction conditions, notably the ratio of the concentrations of Mg2+ ions and ATP. (1) If ATP is in excess, the enzyme simply nicks the strand with Chi (the strand with the initial 3' end) (Figure 2). Unwinding continues and produces a 3' ss tail with Chi near its terminus. This tail can be bound by RecA protein, which promotes strand exchange with an intact homologous DNA duplex. When RecBCD reaches the end of the DNA, all three subunits disassemble and the enzyme remains inactive for an hour or more; a RecBCD molecule that acted at Chi does not attack another DNA molecule. (2) If Mg2+ ions are in excess, RecBCD cleaves both DNA strands endonucleolytically, although the 5' tail is cleaved less often (Figure 3). When RecBCD encounters a Chi site on the 3' ended strand, unwinding pauses and digestion of the 3' tail is reduced. When RecBCD resumes unwinding, it now cleaves the opposite strand (i. e., the 5' tail) and loads RecA protein onto the 3’ ended strand. A Chi site on one DNA molecule in cells reduces or eliminates Chi activity on another DNA, perhaps reflecting the Chi dependent disassembly of RecBCD observed in vitro under conditions of excess ATP and nicking of DNA at Chi. Under both reaction conditions, the 3' strand remains intact downstream of Chi. The RecA protein is then actively loaded onto the 3' tail by RecBCD. The enzyme is also useful in removing linear DNA, either single or double stranded, from preparations of circular double stranded DNA, since it requires a DNA end for activity.