Procesy naprawy DNA Strona 3

5'

grupa metylowa

i

U

i

Naprawa niedopasowanych nukleotydów: poprawianie błędów replikacji

system

naprawy niedopasowanych nukleotydów poprawiający błędy replikacji musi wykrywać nie tyle sam niedopasowany nukleotyd, ile brak komplementarno-ści między nicią matrycową a potomną. Po wykryciu niedopasowania system naprawczy wycina część łańcucha potomnego i wypełnia lukę w sposób podobny do opisanego już dla naprawy z wycinaniem zasad i nukleotydów.

Naprawie musi podlegać potomny łańcuch polinukleo-tydowy, ponieważ błędy powstają w nowo syntetyzowanej nici, zaś właściwa sekwencja znajduje się w łań cuchu matrycowym.

U E. coli wygląda to tak, że nić potomna jest w tej fazie słabiej zmetylowana i może być odróżniona od nici matrycowej, która ma pełen zestaw⁷ grup metylowych. DNA E. coli podlega metylacji dzięki aktywnościom metylazy adeninowej DNA (Dam), która zamienia adeninę na 6-metyloade ninę w sekwencji 5'-GATC-3', oraz metylazy cytozyno-wej DNA (Dcm), która zamienia cytozyny na 5-mety-locytozyny w sekwencjach 5'-CCAGG-3' i 5'-CCTGG-3^/.

Między replikacją DNA a metylacją nici potomnej występuje opóźnienie, które daje systemowi naprawczemu czas na wyszuka nie w DNA niedopasowanych nukleotydów i wyprowadzenie niezbędnych poprawek w niezmetylowanej nici potomnej

£. coli ma przynajmniej trzy systemy naprawmy niedopasowanych nukleotydów, zwane systemem „długich łat", „krótkich łat" i „bardzo krótkich łat", których nazwy odzwierciedlają różnice w^r długościach wycinanych i ponownie syntetyzowanych fragmen tów. System długich łat wymienia nawet ponad 1 kb DNA i wymaga do funkcjonowania białek MutH, MutL i MutS, a także helikazy DNA II,

MutS wykrywa brak komplementarno-ści, zaś Mutll rozróżnia obie nici, wiążąc się z nie-zmetylowanymi sekwencjami 5'-GATC-3'

Rola MutL nie jest jasna; może polegać na koordynacji aktywności pozostałych dwóch białek tak, by MutH wiązało się z sekwencjami 5'-GATC-3' tylko w sąsiedztwie niekomplementarnych pozycji rozpoznanych przez MutS. Po związaniu, MutH przecina wiązanie fosfodiestrowe tuż przed G w metylowanej sekwencji, a helikaza DNA II oddziela pojedynczą nić. Nie ma odrębnego enzymu przecinającego nić poniżej miejsca niedopasowania; zamiast tego oddzielony fragment jednoniciowy jest degradowany przez egzonukleazę, która podąża za helikaza poza miejsce niedopasowania. Luka jest następnie wypełniana przez polimerazę DNA I i ligazę DNA.

niedopasowanie w cząsteczce potomnej

5'    /    3'

I I I I I I I IJ I I I I I I I I I I ITTT

³‘ /

pr zyłączenie Mutł I i MutS

1 I I I I I Im

MutH nacina DNA

H ^S

I I I I II ITT IIITI I I I II ITTT

1 odłączenie i usunięcie nici

egzonukleaza / helikaza DNA II

W/—

TTlTf n T . . . . Trr^l I I I I I I 1 I 1 I 1 I 1 l_fl t I 1 I I I I I I I I I I I

^ polimeraza DNA I + ligaza DNA

11111 m i m i n 111 i 111 i

Rysunek 13.23 System długich łat naprawiający niedopasowane ■łukleotydy u £. coli