Дезоксирибонуклеиновая кислота 1

і ацетилювання. Ці хімічні модифікації змінюють силу взаємодії між ДНК і гістонами, впливаючи на доступність специфічних послідовностей для факторів транскрипції і змінюючи швидкість транскрипції. Інші білки у складі хроматіну, які приєднуються до неспецифічних послідовностей, — білки з високою рухливістю в гелях, що асоціюють переважно із зігнутою ДНК. Ці білки важливі для утворення в хроматині структур вищого порядку.

Особлива група білків, що приєднуються до ДНК, — білки, які асоціюють з одноланцюжковою ДНК. Найкраще охарактеризований білок цієї групи у людини — реплікаційний білок А, без якого неможливе протікання більшості процесів, де розплітається подвійна спіраль, включаючи реплікацію, рекомбінацію і репарацію ДНК. Білки цієї групи стабілізують одноланцюжкову ДНК і запобігають формуванню стебел-петель або деградації ДНК нуклеазами.

Водночас інші білки розпізнають специфічні послідовності й приєднуються до них. Найбільш вивчена група таких білків — різні класи факторів транскрипції, тобто білки, що регулюють транскрипцію. Кожен з цих білків розпознає свою послідовність, часто в промоторі, й активує або пригнічує транскрипцію гену. Це відбувається при асоціації факторів транскрипції з РНК-полімеразою або безпосередньо, або через білки-посередники. Полімераза асоціює спочатку з білками, а потім починає транскрипцію. В інших випадках фактори транскрипції можуть приєднуватися до ферментів, які модифікують гістони, що знаходяться на промоторах, і, таким чином, змінюють доступність ДНК для полімераз.

Оскільки специфічні послідовності зустрічаються в багатьох місцях геному, зміни в активності одного типу факторів транскрипції можуть змінити активність тисяч генів. Відповідно, ці білки часто регулюються в процесах відповіді на зміни в навколишньому середовищі, розвитку організму і диференціацію клітин

Специфічність взаємодії факторів транскрипції з ДНК забезпечується численними контактами між амінокислотами і основами ДНК, що дозволяє їм «читати» послідовність ДНК. Більшість контактів з основами відбуваються в головній борозенці, де основи доступніші.  

ФЕРМЕНТИ, ЩО МОДИФІКУЮТЬ ДНК

Топоізомерази і гелікази

У клітині ДНК перебуває в суперскрученому стані, що дозволяє їй досягти компактнішої організації. Для протікання багатьох процесів життєдіяльності ДНК повинна бути розкручена, що виконується двома групами білків — топоізомеразами і геліказами.

Топоізомерази — ферменти, які мають як нуклеазну, так і лігазну активності. Ці білки змінюють топологію, зокрема ступінь суперскрученості ДНК. Деякі з цих ферментів розрізають подвійну спіраль ДНК і дозволяють обертатися одному з ланцюжків, тим самим зменшуючи рівень суперскрученості, після чого фермент заклеює розрив. Інші ферменти можуть розрізати один з ланцюжків і проводити другий ланцюжок через розрив, а потім лігувати розрив в першому ланцюжку. Топоізомерази необхідні в багатьох процесах, пов'язаних з ДНК, таких як реплікація і транкрипція.

Гелікази — білки, що належать до молекулярних моторів. Вони використовують хімічну енергію нуклеозидтрифосфатів, найчастіше АТФ, для розриву водневих зв'язків між основами, розкручуючи подвійну спіраль на окремі ланцюжки. Ці ферменти важливі для більшості процесів, де білкам необхідний доступ до основ ДНК.

Нуклеази і лігази

У різних процесах, що відбуваються в клітині, наприклад, рекомбінації і репарації беруть участь ферменти, здатні розрізати і відновлювати цілісність ланцюжків ДНК. Ферменти, що розрізають ДНК, носять назву нуклеаз. Нуклеази, які гідролізують нуклеотиди на кінцях молекули ДНК, називаються екзонуклеазами, а нуклеази, що розрізають ДНК усередині ланцюга — ендонуклеазами. Нуклеази, що найчастіше використовуються в молекулярній біології і генній інженерії входять до класу рестриктаз, які розрізають ДНК біля специфічних

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10