ТОПОИЗОМЕРАЗЫ. МЕХАНИЗМЫ ИЗМЕНЕНИЯ ТОПОЛОГИИ ДНК

Аннотация:

Обзор посвящен основным типам ДНК-топоизомераз. Основное внимание уделено сравнительному анализу механизмов действия этих ферментов. Проанализированы данные кинетических и рентгеноструктурных исследований. Кратко обсуждены теоретические основы и экспериментальные методы изучения топологии ДНК. Рассмотрены биомедицинские аспекты исследования топоизомераз. В живых организмах молекулы ДНК, являющиеся носителями наследственной информации, представляют собой либо очень длинные, либо замкнутые в кольцо двухспиральные молекулы. Поэтому любой процесс, связанный с передачей наследственной информации, должен наталкиваться на серьезные топологические проблемы: возникновение положительной или отрицательной сверхспирализации ДНК, образование катенанов или узлов. К числу таких процессов прежде всего следует отнести репликацию ДНК [I]. Движение репликативной вилки вдоль ДНК сопровождается расхождением вновь образовавшихся цепей. Их длина слишком велика для того, чтобы позволить репликативной вилке вращаться вдоль главной оси ДНК, в результате происходит нагнетание положительной сверхспирализации в родительской ДНК. Аналогично, обе вновь образованные копии оказываются отрицательно сверхспирализованными. К моменту окончания репликации, когда репликативные вилки встречаются друг с другом, возможно также образование узлов или (в случае кольцевых молекул) катенанов. Нагнетание сверхспирализации происходит и в процессе транскрипции, хотя здесь она и не играет такой принципиальной роли. "Перепутывание" сверхдлинных нитей ДНК происходит также в процессе конденсации и сегрегации хромосом, организации хроматина и некоторых других процессах. Решение этих топологических проблем обеспечивается ДНК-топоизомеразами - ферментами, изменяющими топологию ДНК. Наряду с ДНК- и РНК-полимеразами они являются ключевыми ферментами передачи наследственной информации, и клетка, лишенная топоизомераз, не может компенсировать их отсутствия и гибнет. Неудивительно, что топоизомеразы являются объектом пристального внимания как фундаментальной науки, так и разработчиков антибактериальных и противоопухолевых препаратов.

Авторы:

Издание: Молекулярная биология
Год издания: 1999
Объем: 17с.
Дополнительная информация: 1999.-N 3.-С.368-384
Просмотров: 159