Поиск целевых последовательностей ДНК лактозным репрессором и CRISPR-Cas9
Чт, 07 Март 2019
116
Поиск целевых последовательностей ДНК лактозным репрессором и CRISPR-Cas9

Образовательная 3D-анимация о поиске белками целевых последовательностей на ДНК была создана компанией Visual Science для лаборатории Юана Элфа в Уппсальском университете, старейшем университете Швеции и всей Скандинавии. Лаборатория занимается биофизическими основами ключевых молекулярных процессов в бактериальных клетках, таких как регуляция транскрипции, биосинтез белков, клеточное деление.

Анимация демонстрирует два разных варианта поиска белками целевых участков на последовательности геномной ДНК. Один из вариантов может использоваться транскрипционными факторами, а другой, например, комплексами CRISPR.

Первый вариант показан на примере димерной формы лактозного репрессора. Этот белок большую часть времени связан с ДНК и перемещается вдоль этой линейной молекулы, спонтанно меняя направление движения и изредка отсоединяясь, чтобы после непродолжительной диффузии в трехмерном пространстве оказаться на другом участке ДНК и продолжить одномерное перемещение. После обнаружения целевой последовательности (оператора) белок меняет конформацию и связывается с ней прочнее, прекращая движение [1].

Комплекс CRISPR-Cas9 большую часть времени свободно перемещается в трехмерном пространстве бактериальной цитоплазмы [2]. Связь с нужной последовательностью ДНК (в случае комплексов CRISPR-Cas9 она называется протоспейсером) происходит в два этапа. Сначала комплекс узнает специфический короткий мотив, который называется PAM (protospacer adjacent motif — мотив, прилежащий к протоспейсеру), после чего расплетает соседний участок ДНК, в результате чего проверяется комплементарность между этим участком и криспр-РНК, которая является частью белкового комплекса. Если комплементарность не полная, комплекс отсоединяется, продолжая поиск.

В недавнее время стали появляться свидетельства в пользу того, что комплексы CRISPR-Cas также могут непродолжительное время перемещаться вдоль молекулы ДНК [3, 4].

Ссылки:

  1. Mahmutovic A. et al. , Nucleic Acids Res. 2015 Apr 20;43(7):3454-64.
  2. Knight S.C. et al., Science. 2015 Nov 13;350(6262):823-6.
  3.  Jeon Y. et al., Nat Commun. 2018 Jul 17;9(1):2777.
  4.  Globyte V. et al., bioRxiv 264879.

Ссылка на оригинал: https://visual-science.com/ru/projects/elflab/animation/

Похожие статьи

Топ 10 за все время