Коррекция неспаренных оснований (КНО) у бактерий
ДКНО наиболее детально изучена у E. coli, процесс коррекции ДНК в которой был реконструирован in vitro [ Modrich P., 1993 ]. ДКНО включает в себя следующую цепь реакций.
1) Опознание неспаренного основания продуктом гена mutS.
2) Образование комплекса MutS - MutL , стабилизирующего связывание белка MutS с неспаренным основанием, что сопровождается активированием белка MutH , который осуществляет эндонуклеазную атаку ближайшего к этому основанию полуметилированного (т.е. метилированного лишь в одной нити ДНК) сайта GATC , локализованного с любой стороны от основания. "Направленность" коррекции (выбор нити ДНК) определяется тем, что однонитевой разрыв вносится в неметилированную нить (например, во вновь синтезируемую при репликации метилазой Dam, метилирующей 5-метиладенин в сайте GATC). Эта особенность ДКНО у E. coli подчеркивает главную биологическую функцию системы - точность воспроизведения ДНК при репликации. С меньшей вероятностью ДКНО способно узнавать и неметилированные в обеих нитях или, наоборот, метилированные в обеих нитях сайты GATC, производя ненаправленную коррекцию комплементарности оснований [ Kolodner R., 1995 , Kolodner R.D., Alani E. 1994 , Fishel R., Kolodner R.D. 1995 ].
3) Эксцизия сегмента онДНК в месте разрыва, требующая участия ДНК-геликазы II (продукта гена mutU = uvrD = uvrE = recL) и одной из онДНК-экзонуклеаз: ExoI (3'-экзо), Exo VIII (3'- или 5'-экзо) или Rec J (5'-экзо). Последнее зависит от направления деградации в сторону неспаренного основания.
4) Ресинтез удаленного участка ДНК длиной до нескольких тысяч оснований, осуществляемый голоэнзимом Pol III , белком SSB (онДНК-связующий белок, который защищает онДНК от атаки эндонуклеазой и препятствует возникновению вторичных структур в ней) и ДНК-лигазой. Такова коррекционная система MutHLSU у граммотрицательных бактерий E. coli.
Подобная, хотя и неидентичная, система HexАВ описана у граммположительных бактерий Streptococcus pneumoniae [ Fishel R., Kolodner R.D. 1995 ]. Гены hexA и hexB являются гомологами генов mutS и mutL соответственно. Однако ни аналога гена mutH, ни направленности коррекции за счет определяемой метилированием ДНК в системе HexAB не выявлено. Остается предположить, что разрывы или концы новосинтезируемой нити ДНК становятся участками, на которых инициируется эксцизия сегмента с неправильным основанием. Ресинтезируемый участок и в этом случае включает до 5 т. н. [ Friedberg E.C., Walker G.C., ea., 1991 ].
Система ДКНО у E. coli не обладает строгой специфичностью. Она опознает и корректирует все неспаренные основания (хотя транзиции репарируются более эффективно, чем трансверсии) за исключением одного - C-С.
В отличие от этого система ОККНО у E. coli строго специфична. Она репарирует только несправильные пары G-T, в которых Т появляется в результате дезаминирования 5-метилцитозина, а последний образуется в ходе модификации цитозинов в ДНК с помощью метилазы Dmc. Как и в системе ДКНО, неправильные основания узнают белки MutS и MutL, которые стимулируют специфическую эндонуклеазу Vsr, чтобы разрезать ДНК с 5'- конца от Т. Эксцизия и последующий ресинтез требуют присутствия PolI и ДНК-лигазы.
