Автор: Громова Е.С.Статей: 2ДезоксирибонуклеазыДЕЗОКСИРИБОНУКЛЕАЗЫАвторы: Е.С. ГромоваДЕЗОКСИРИБОНУКЛЕАЗЫ (ДНКазы), ферменты класса гидролаз из группы нуклеаз, катализирующие расщепление фосфодиэфирных связей в молекулах дезоксирибонуклеиновых кислот (ДНК) всех организмов. ДНКазы различаются по субстратной специфичности, механизму действия и выполняемой ими функции. Среди них выделяют эндонуклеазы, расщепляющие межнуклеотидные связи внутри молекулы ДНК, и экзонуклеазы, отщепляющие по одному нуклеотидному остатку с 5 ′ - или с 3 ′ -конца полинуклеотидной цепи. Одни ДНКазы разрезают только двухцепочечные молекулы ДНК, другие - одноцепочечные, а третьи активны в отношении и одно-, и двухцепочечных молекул. Ряд ДНКаз практически не обладают специфичностью к последовательности оснований в ДНК, некоторые (рестриктазы), наоборот, узнают определённые короткие нуклеотидные последовательности в молекуле ДНК и расщепляют её только вблизи или в пределах этих последовательностей. ДНКазы участвуют в процессах репликации, репарации и рекомбинации ДНК. Выполняют защитные функции, разрушая попавшие в клетки чужеродные ДНК (напр., при вирусной инфекции); ответственны за фрагментацию ДНК при запрограммированной смерти клетки - апоптозе. ДНКазы широко используются в науч. исследованиях, при создании рекомбинантных ДНК (см. Генетическая инженерия), в молекулярном клонировании, при изучении геномов. Они применяются при диагностике ряда заболеваний и в терапевтич. целях. МетилированиеМЕТИЛИРОВАНИЕАвторы: Б.Ф. Ванюшин, Е.С. ГромоваМЕТИЛИРОВАНИЕ нуклеиновых кислот, замещение одного или нескольких атомов водорода в нуклеотидных остатках (преим. основаниях) рибонуклеиновых (РНК) и дезоксирибонуклеиновых (ДНК) кислот на метильную (CH 3) группу; осн. способ природной модификации нуклеиновых кислот. М. - важнейший биохимич. механизм, обеспечивающий введение новой информации, которая не кодирована в нуклеотидной последовательности ДНК (поэтому М. ДНК относят к эпигенетич. процессам). Катализируется ферментами - РНК- и ДНК- метилтрансферазами с использованием S -аденозил- L -метионина (SAM) в качестве донора метильных групп. Наибольшим разнообразием метилированных оснований обладают транспортные РНК (тРНК): в результате М. тРНК в её составе образуются остатки тимина, 5- метилцитозина, N 1 -метиладенина, N 6 -ме тиладенина, N 6, N 6 -диметиладенина, N 2 -ме тилгуанина и др. минорные основания. Матричная РНК (мРНК) на 5’-конце обычно содержит остатки N 7 -метилгуанина, входящего в состав т. н. кэп-структуры, что важно для правильного взаимодействия её с рибосомой и осуществления процесса трансляции. В рибосомных РНК (рРНК) встречаются также остатки 2’- O -метилрибозы. М. РНК происходит строго специфично в отношении их первичной структуры, причём для каждого метилированного остатка существует своя специфич. РНК-метилтрансфераза. Хотя М. РНК влияет на формирование их уникальной пространственной структуры, в подавляющем большинстве случаев его функциональный смысл остаётся неизвестным. В ДНК метильная группа переносится на остатки цитозина и аденина у прокариот и на остатки цитозина (в CpG-участках) с образованием 5-метилцитозина у эукариот. М. цитозиновых остатков стабилизирует двойную спираль и облегчает конформационный переход ДНК из B - в Z -форму при физиологич. условиях. Такая модификация существенно влияет на узнавание и взаимодействие ДНК с ферментами, репрессорами, гормон- рецепторными комплексами и др. (напр., М. ДНК ингибирует её связывание с гликокортикоид-рецепторным комплексом). Количество метилированных оснований в животных клетках составляет 2-7%, в растительных - 10% от всех оснований ДНК, причём особенно сильно метилированы сателлитные ДНК. Установлено, что М. обеспечивает защиту ДНК прокариот от расщепления собств. ферментами рестрикции. От степени М. оснований в бактериальной ДНК зависят транспозиция генов, репликация ДНК и её репарация. М. цитозинов в ДНК животных и растений характеризуется видовой, тканевой (клеточной) и возрастной специфичностью; оно может изменяться под влиянием разл. факторов. М. происходит как в процессе репликации ДНК, так и после её завершения. Полагают, что М. ДНК может использоваться для подавления экспрессии генов про- и эукариот. Разл. данные свидетельствуют об участии М. в клеточной дифференцировке, детерминации клеток в эмбриогенезе. М. играет важную роль в хромосомном (геномном) импринтинге (напр., у трансгенных мышей характер М. аллелей соответствует их М. в той гамете, из которой они происходят, причём тип М. сохраняется в трёх и более поколениях). Благодаря М. происходит инактивация Х-хромосомы у животных. С М. связывают защиту генома от мобильных генетич. элементов, возникновение «горячих точек» мутагенеза, развитие онкологич. заболеваний, процессы старения и др. М. ДНК у животных и растений регулируется гормонами (глюкокортикоидами у животных, ауксинами, гибберелинами, цитокининами у растений). Литература Лит.: Ванюшин Б.Ф. Метилирование ДНК у эукариот - новый механизм регуляции экспрессии генов и клеточной дифференцировки // Успехи биологической химии. 1983. Т. 24; он же. Метилирование ДНК у растений. М., 2009; Biochemistry and biology of DNA methylation. N. Y., 1985; Bender J. DNA methylation and epigenetics // Annual Review of Plant Biology. 2004. Vol. 55. |
 |