Инвертасома: роль петель ДНК
Примером клеточных процессов, осуществляющихся через образование петель в ДНК, является инверсия фрагмента ДНК. Инверсия осуществляется через образование так называемой инвертасомы, специфического комплекса фрагмента ДНК и соответствующих белков. Известно семейство сайт-специфических систем инверсии, которые включают Gin и Cin системы, найденные в фагах Mu и P1 ( Iida et al, 1982 ; Kamp et al,1979 ) и реакция инверсии в Salmonella, опосредованная Hin белком, который регулирует экспрессию генов флагеллина, переключая ориентацию промотора, локализованного на инвертируемом фрагменте ДНК (996 нп). В последнем случае процесс инверсии требует 2 сайта рекомбинации hisL и hisR (26 нп), содержащих инвертированные повторы, разделенные 2 нуклеотидами, которые являются мишенями связывания белка Hin и катализа двухнитевого разрезания, причем Hin белок ковалентно связан с каждым из этих сайтов как димер со стороны 5'-фосфата и высвобождается только при лигировании, завершающим переориентацию фрагмента. Инверсия облегчается (до 150 раз) в присутствии энхансера (60 нп), который содержит 2 сайта связывания Fis белка на его противоположных концах. Этот энхансер может находиться в любой ориентации по отношению к промотору гена флагеллина и даже может облегчать реакцию, находясь на значительном расстоянии до нескольких тыс.нп до сайта Hin белка и даже вне фрагмента. Правда совсем короткие расстояния ингибируют активность энхансера. Именно в случае коротких расстояний между энхансером и Hin сайтом подключается к комплексу HU белок, чтобы восполнить недостаток гибкости нативной ДНК, который облегчает рекомбинацию именно в случае малых расстояний, увеличивая гибкость ДНК за счет белок-индуцированных изгибов ( Johnson et al, 1986 ). Для образования петель и для стабильного комплекса требуется значительная гибкость ДНК.
Так было выяснено, что энхансер не может функционировать, если расстояние между ним и rec сайтом меньше 50 нп даже в присутствии избытка HU белка ( Johnson & Simon 1985 ; Tanaka et al, 1984 ). Структура катализируемого комплекса включает белки в 4 различных сайтах, не считая HU белка, создавая многопетельную структуру, что продемонстрировано в биохимических и электронно-микроскопических исследованиях. Причем Fis и Hin белки взаимодействуют друг с другом. Сверхспирализация матрицы является существенным требованием для реакции инверсии. См. рис 19. Электронная микрофотография и схема инвертасомы
