Молекулярная биология, избранные разделы - Ашмарин И.П.
Скачать (прямая ссылка):
(+)
+
* Митохондрии.
ф* Прямая и обратная транскриптаза.
*** Нуклеоплазматическая РНК-полимераза.
**** Ядрышковая РНК-полимераза.
же вируса, обладающим гораздо большим сродством к энзиму и значительно быстрее реплицирующимся (Levisohn, Spigelman, 1968). Однако эти эксперименты можно рассматривать лишь как модель, прообраз высокоспецифичных ингибиторов синтеза определенных видов РНК. Видимо, в ближайшее десятилетие мы будем располагать широким ассортиментом агентов, позволяющих избирательно влиять на различные стороны этого ключевого процесса в системе биосинтеза белка.
ДЕГРАДАЦИЯ НУКЛЕИНОВЫХ КИСЛОТ,
НУКЛЕАЗЫ
Исследование путей деградации нуклеиновых кислот имеет значение и для понимания их метаболических превращений, и в качестве одной из основ системы определения нуклеотидной последовательности.
В. живых существах расщепление нуклеиновых кислот до олиго- и (или) мононуклеотидов катализируется разнообразными нуклеазами, а фосфоролиз РНК — уже описанной выше поли-нуклеотидфосфорилазой. Что касается пирофосфоролиза, то, хотя он и катализируется полимеразами как реакция, обратная синтезу нуклеиновых кислот, его осуществление в сколь-нибудь значительных масштабах in vivo сомнительно, так как положение равновесия сильно смещено в сторону полимеризации.
В плане настоящей монографии особенный интерес представляют нуклеазы, непосредственно связанные с процессами воспроизведения нуклеиновых кислот, их репарации (восстановления повреждений) и рекомбинации. Кроме того, привлекают особое внимание нуклеазы, подозреваемые в регуляторных функциях.
Нуклеазы классифицируют прежде всего по четырем признакам: 1) но тому, какая связь фосфорила атакуется —с 5’- или с З’-углеродом пентозы; 2) по тому, концевые или внутренние связи расщепляются в полинуклеотиде (экзо-, эндонуклеазы);
3) по типу гидролизуемой нуклеиновой кислоты (ДНК-азы, РНК-азы или, при наличии способности расщеплять и ДНК, и РНК, — просто нуклеазы), и наконец, 4) по способности атаковать одно- или двуцепочечные НК- С принципами рациональной номенклатуры нуклеаз можно ознакомиться в сообщении В. С. Ша-пота (1969). Здесь мы будем пользоваться лишь тривиальными названиями. Наиболее исследованные и часто применяемые в аналитических целях нуклеазы представлены в соответствии с этими признаками в табл. 4.
Основная функция таких эндонуклеаз, как РНК-аза I и ДНКаза I из поджелудочной железы, экзонуклеазы микрококков и некоторых других, состоит в деградации нуклеиновых кислот при пищеварении или усвоении их клеткой, а также при разрушении тканей, микроорганизмов и их компонентов, происходящем при различных патологических процессах. Вместе с тем, в ядрах и цитоплазме клеток локализованы нуклеазы, участвующие в процессе синтеза, репарации и рекомбинации нуклеиновых кислот, а также в деградации информационных РНК. Часть этих последних отличается от перечисленных выше только локализацией. Так, можно полагать, что нейтральная ДНК-аза I, обнаруживаемая, помимо поджелудочной железы, в целом ряде тканей, выполняет функции, связанные не только с усвоением дНМФ клеткой. Существует ряд нуклеаз, специализированных более узко. Мы уже упоминали в предыдущем разделе, что эндо-ДНК-азы, называемые также никазами, способны образовать разрывы на одной из цепей биспиральной ДНК (nick — насечка). Без них невозможно начало синтеза ДНК на двуцепочечной матрице. Никаза производит также насечку вблизи участка повреждения одной из цепей ДНК, начиная тем самым процесс вырезания поврежденного участка с последующим синтезом новой цепи (см. также в гл. V о репарации). У кишечной палочки никазой (или одной из никаз) служит эндо-ДНК-аза II и, возможно, эндо-
ТАБЛИЦА 4
Некоторые из наиболее изученных и широко используемых нуклеаз (значки || и | обозначают способность расщеплять дву- и одноцепочечные
нуклеиновые кислоты соответственно)
п
п .
Атакуемая
связь
\з' 3’
V 1 \ \
\ ф \ (Ф)ч^ f Ф
\ (ф) \
5'
П П
5'
Экзо-
Эндо-
Нуклеаза II селезенки
Нуклеаза микрококков
| РНК-аза I (панкреатич. и ряд других)
11 ДНК-аза И, кислая (из селезенки и других тканей)
Т-I и Т-2-РНК-аза грибков
I. и
|| 3' -> 5' —ДНК-аза полимеразы Е. coli
, 1 и 5' - 3' ДНК-аза ДНК-полимеразы (ДНК-аза II)
РНК-аза V-рибосомозависимая
Нуклеаза змеиного яда
ДНК-аза III из ядер животных тканей
ДНК-аза I Е. coli
, | ДНК-аза III Е. coli (с фосфо-моноэстеразной активностью)
ДНК-аза фага SP3, отщепляющего динуклеотиды
, | ДНК-аза I, нейтральная (из панкреаса и других тканей)
, I ДНК-аза I Е. coli
, | ДНК-аза II (никаза) Е. coli
ДНК-аза (никаза) фага Т4
