konzervativna rekombinacija dnk - bio.bg.ac.rs · pdf fileflagelarne antigene varijacije kod...
TRANSCRIPT
![Page 1: Konzervativna rekombinacija DNK - bio.bg.ac.rs · PDF fileFlagelarne antigene varijacije kod Salmonella • Flagela na površini bakterije predstavlja opšti target dejstva imunskog](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022012403/5a7a678d7f8b9a04618c11eb/html5/thumbnails/1.jpg)
Konzervativna rekombinacija DNK specifična za mesto
![Page 2: Konzervativna rekombinacija DNK - bio.bg.ac.rs · PDF fileFlagelarne antigene varijacije kod Salmonella • Flagela na površini bakterije predstavlja opšti target dejstva imunskog](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022012403/5a7a678d7f8b9a04618c11eb/html5/thumbnails/2.jpg)
Konzervativna rekombinacija DNK specifična za mesto
• Rekombinacija između dve definisane sekvence
• Biološka uloga - obezbeđuje dinamičnost molekula DNK
![Page 3: Konzervativna rekombinacija DNK - bio.bg.ac.rs · PDF fileFlagelarne antigene varijacije kod Salmonella • Flagela na površini bakterije predstavlja opšti target dejstva imunskog](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022012403/5a7a678d7f8b9a04618c11eb/html5/thumbnails/3.jpg)
Konzervativna rekombinacija DNK specifična za mesto
• Odigrava se u specifičnoj DNK sekvenci ciljne DNK – zahteva specifično rekombinaciono mesto
• Segment DNK koji se “pomera” sadrži takođe specifičnu kratku sekvencu DNK– rekombinaciono mesto
• Rekombinaze
![Page 4: Konzervativna rekombinacija DNK - bio.bg.ac.rs · PDF fileFlagelarne antigene varijacije kod Salmonella • Flagela na površini bakterije predstavlja opšti target dejstva imunskog](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022012403/5a7a678d7f8b9a04618c11eb/html5/thumbnails/4.jpg)
Rekombinaciono mesto
• Dve simetrične sekvence za prepoznavanje rekombinaza
• Jedna asimetrična sekvenca – CROSSOVER REGION – za “cepanje” i ponovno spajanje DNK
• Nekada kraća i od 20 bp
![Page 5: Konzervativna rekombinacija DNK - bio.bg.ac.rs · PDF fileFlagelarne antigene varijacije kod Salmonella • Flagela na površini bakterije predstavlja opšti target dejstva imunskog](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022012403/5a7a678d7f8b9a04618c11eb/html5/thumbnails/5.jpg)
Rekombinaciono mesto
• Simetrična rekombinaciona mesta
• U zavisnosti od polarnosti, jednog u odnosu na drugi, rekombinaciona mesta mogu biti direktna ili invertovana
![Page 6: Konzervativna rekombinacija DNK - bio.bg.ac.rs · PDF fileFlagelarne antigene varijacije kod Salmonella • Flagela na površini bakterije predstavlja opšti target dejstva imunskog](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022012403/5a7a678d7f8b9a04618c11eb/html5/thumbnails/6.jpg)
Rezultat rekombinacije DNK specifične za mesto je genetički rearanžman
• Tip DNK rearanžmana zavisi kako od rekombinacionog mesta i njegove organizacije tako i od toga da li se rekombinaciona mesta između kojih se odvija ova vrsta rekombinacije nalaze na jednom ili dva molekula DNK.
![Page 7: Konzervativna rekombinacija DNK - bio.bg.ac.rs · PDF fileFlagelarne antigene varijacije kod Salmonella • Flagela na površini bakterije predstavlja opšti target dejstva imunskog](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022012403/5a7a678d7f8b9a04618c11eb/html5/thumbnails/7.jpg)
Genetički rearanžmani rekombinacije DNK specifične za mesto
Insercija
Delecija
Inverzija
![Page 8: Konzervativna rekombinacija DNK - bio.bg.ac.rs · PDF fileFlagelarne antigene varijacije kod Salmonella • Flagela na površini bakterije predstavlja opšti target dejstva imunskog](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022012403/5a7a678d7f8b9a04618c11eb/html5/thumbnails/8.jpg)
Rekombinaze
• Dve familije: Serin-rekombinaze i Tirozin-rekombinaze
• Mehanizam dejstva: Napad OH grupe ak aktivnog centra enzima na fosfoestarsku vezu molekula DNK
• Kovalentna veza između proteina i molekula DNK
• Reakcija ne zahteva dodatnu energiju
![Page 9: Konzervativna rekombinacija DNK - bio.bg.ac.rs · PDF fileFlagelarne antigene varijacije kod Salmonella • Flagela na površini bakterije predstavlja opšti target dejstva imunskog](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022012403/5a7a678d7f8b9a04618c11eb/html5/thumbnails/9.jpg)
Rekombinaze
• Ponovno “spajanje” molekula DNK – napadom OH grupe sa “otcepljenog” kraja molekula DNK na protein-DNK intermedijer – ponovno spajanje DNK i oslobađanje rekombinaze
• KONZERVATIVNA
![Page 10: Konzervativna rekombinacija DNK - bio.bg.ac.rs · PDF fileFlagelarne antigene varijacije kod Salmonella • Flagela na površini bakterije predstavlja opšti target dejstva imunskog](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022012403/5a7a678d7f8b9a04618c11eb/html5/thumbnails/10.jpg)
Serin- rekombinaze
• 4 subjedinice
• Svaka subjedinica seče po jedan lanac molekula DNK
• Sva četiri lanca DNK istovremeno bivaju isečena u jednom koraku reakcije
• “Razmena” prekinutih lanaca
• Ponovno “spajanje” lanaca
![Page 11: Konzervativna rekombinacija DNK - bio.bg.ac.rs · PDF fileFlagelarne antigene varijacije kod Salmonella • Flagela na površini bakterije predstavlja opšti target dejstva imunskog](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022012403/5a7a678d7f8b9a04618c11eb/html5/thumbnails/11.jpg)
Tirozin- rekombinaze • Reakcija iz dva koraka
• Po dva molekula enzima aktivni u jednom koraku reakcije
• “Seku” se i spajaju
DVA PA DVA lanca
• Formiranje
Holidejevih struktura
• “Razmena” lanaca
DNK
![Page 12: Konzervativna rekombinacija DNK - bio.bg.ac.rs · PDF fileFlagelarne antigene varijacije kod Salmonella • Flagela na površini bakterije predstavlja opšti target dejstva imunskog](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022012403/5a7a678d7f8b9a04618c11eb/html5/thumbnails/12.jpg)
Proteini koji pored rekombinaza učestvuju u rekominaciji DNK specifičnoj za mesto
• Sve rekombinacione reakcije kritički zavisne od pravilnog rasporeda rekombinaza na molekulu DNK.
• Neki rekombinacioni događaji zahtevaju i dejstvo pomoćnih proteina, proteini koji menjaju arhitekturu molekula DNK.
• Oni se vezuju za specifične sekvence i savijaju molekul DNK u oblik koji omogućava rekombinaciju.
• Imaju i mogućnost kontrole pravac rekombinacione reakcije (insercija umesto ekscizije segmenta DNK npr.)
![Page 13: Konzervativna rekombinacija DNK - bio.bg.ac.rs · PDF fileFlagelarne antigene varijacije kod Salmonella • Flagela na površini bakterije predstavlja opšti target dejstva imunskog](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022012403/5a7a678d7f8b9a04618c11eb/html5/thumbnails/13.jpg)
Insercija bakteriofaga l
![Page 14: Konzervativna rekombinacija DNK - bio.bg.ac.rs · PDF fileFlagelarne antigene varijacije kod Salmonella • Flagela na površini bakterije predstavlja opšti target dejstva imunskog](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022012403/5a7a678d7f8b9a04618c11eb/html5/thumbnails/14.jpg)
Rekombinaciona mesta
• attP rekombinaciono mesto faga (240bp)
• attB rekombinaciono mesto bakterije (30bp)
• Oba rekombinaciona mesta sadrže dva mesta za vezivanje rekombinaza i crosover region
• attP je duža i sadrži mesta vezivanja za dodatne proteine
![Page 15: Konzervativna rekombinacija DNK - bio.bg.ac.rs · PDF fileFlagelarne antigene varijacije kod Salmonella • Flagela na površini bakterije predstavlja opšti target dejstva imunskog](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022012403/5a7a678d7f8b9a04618c11eb/html5/thumbnails/15.jpg)
Proteini
• Tirozin rekombinaza – integraza (Int)
• Proteini koji menjaju arhitekturu molekula DNK:
- IHF - integracioni faktor domaćina (Integration Host Factor, IHF) koji “savija” molekul DNK za više od 1600
- Xis
- Fis
![Page 16: Konzervativna rekombinacija DNK - bio.bg.ac.rs · PDF fileFlagelarne antigene varijacije kod Salmonella • Flagela na površini bakterije predstavlja opšti target dejstva imunskog](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022012403/5a7a678d7f8b9a04618c11eb/html5/thumbnails/16.jpg)
Insercija bakteriofaga l
• Rekombinacijom DNK specifičnom za mesto korišćenjem rekombinacionih mesta attP i attB
• Rezultat rekombinacije nova hibridna rekombinaciona mesta attL i attR
![Page 17: Konzervativna rekombinacija DNK - bio.bg.ac.rs · PDF fileFlagelarne antigene varijacije kod Salmonella • Flagela na površini bakterije predstavlja opšti target dejstva imunskog](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022012403/5a7a678d7f8b9a04618c11eb/html5/thumbnails/17.jpg)
Ekscizija bakteriofaga l
• Rekombinacijom DNK specifičnom za mesto korišćenjem rekombinacionih mesta attL i attR
• Zahteva nove proteine
• Protein Xis
• Prepoznaje specifične sekvence u novoformiranoj attR – X1 i X2 (takođe prisutne i u attP)
• Savija DNK za više od 1400 i zajedno sa IHF i lINT vrši eksciziju l faga
![Page 18: Konzervativna rekombinacija DNK - bio.bg.ac.rs · PDF fileFlagelarne antigene varijacije kod Salmonella • Flagela na površini bakterije predstavlja opšti target dejstva imunskog](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022012403/5a7a678d7f8b9a04618c11eb/html5/thumbnails/18.jpg)
Protein Xis
• Protein Xis inhibira rekombinaciju između attP i attB
• Dok je protein Xis eksprimiran genom faga ostaje „SLOBODAN“
• Promoviše litički rast
![Page 19: Konzervativna rekombinacija DNK - bio.bg.ac.rs · PDF fileFlagelarne antigene varijacije kod Salmonella • Flagela na površini bakterije predstavlja opšti target dejstva imunskog](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022012403/5a7a678d7f8b9a04618c11eb/html5/thumbnails/19.jpg)
PROGRAMIRANI REARANŽMAN
Salmonella
![Page 20: Konzervativna rekombinacija DNK - bio.bg.ac.rs · PDF fileFlagelarne antigene varijacije kod Salmonella • Flagela na površini bakterije predstavlja opšti target dejstva imunskog](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022012403/5a7a678d7f8b9a04618c11eb/html5/thumbnails/20.jpg)
Flagelarne antigene varijacije kod Salmonella
• Flagela na površini bakterije predstavlja opšti target dejstva imunskog sistema domaćina
• Protein flagellin predstavlja komponentu flagelarnog filamenta koji egzistira u dve alternativne forme: H1 i H2
• Hin rekombinaza (Salmonella Hin recombinase) ima sposobnost inverzije segmenta bakterijskog hromozoma i na taj način obezbeđuje ekspresiju dva alternativna seta gena
• Rekombinaciona reakcija primer programiranog rearanžmana koji “pomaže” bakteriji u “borbi protiv” imunskog sistema domaćina.
![Page 21: Konzervativna rekombinacija DNK - bio.bg.ac.rs · PDF fileFlagelarne antigene varijacije kod Salmonella • Flagela na površini bakterije predstavlja opšti target dejstva imunskog](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022012403/5a7a678d7f8b9a04618c11eb/html5/thumbnails/21.jpg)
Inverzioni segment dužine od 1kb sadrži gen za serin-rekombinazu Hin i promotor
a na svojim krajevima rekombinaciona mesta
![Page 22: Konzervativna rekombinacija DNK - bio.bg.ac.rs · PDF fileFlagelarne antigene varijacije kod Salmonella • Flagela na površini bakterije predstavlja opšti target dejstva imunskog](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022012403/5a7a678d7f8b9a04618c11eb/html5/thumbnails/22.jpg)
Gen flj B kodira flagellin H2 Gen flj A kodira transkripcioni represor za flagellin H1G Gen za H1 na udaljenijoj lokalizaciji
![Page 23: Konzervativna rekombinacija DNK - bio.bg.ac.rs · PDF fileFlagelarne antigene varijacije kod Salmonella • Flagela na površini bakterije predstavlja opšti target dejstva imunskog](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022012403/5a7a678d7f8b9a04618c11eb/html5/thumbnails/23.jpg)
“ON” orijentacija - H2 flagellin i H1 represor se eksprimiraju
“OFF” orijentacija Ćelija na svojoj površini imaju H2 tip flagellina
– ne eksprimira se H2 kao ni represor za H1 Ćelija na svojoj površini imaju H1 tip flagellina
![Page 24: Konzervativna rekombinacija DNK - bio.bg.ac.rs · PDF fileFlagelarne antigene varijacije kod Salmonella • Flagela na površini bakterije predstavlja opšti target dejstva imunskog](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022012403/5a7a678d7f8b9a04618c11eb/html5/thumbnails/24.jpg)
Invertozom
• Pojačivač – stimuliše rekombinaciju (~1000 puta)
• Protein Fis – Faktor za stimulaciju inverzije
• Kompleks pojačivač – protein FIS aktivira katalitički korak rekombinacije
• Koja je biološka uloga kontrole Hin inverzije od strane pojačivača?
![Page 25: Konzervativna rekombinacija DNK - bio.bg.ac.rs · PDF fileFlagelarne antigene varijacije kod Salmonella • Flagela na površini bakterije predstavlja opšti target dejstva imunskog](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022012403/5a7a678d7f8b9a04618c11eb/html5/thumbnails/25.jpg)
Invertozom
• Protein HU
• Blizak strukturni homolog proteina IHF ali se za razliku od njega za molekul DNK vezuje na način nespecifičan od sekvence
• Stabiliše invertozom
![Page 26: Konzervativna rekombinacija DNK - bio.bg.ac.rs · PDF fileFlagelarne antigene varijacije kod Salmonella • Flagela na površini bakterije predstavlja opšti target dejstva imunskog](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022012403/5a7a678d7f8b9a04618c11eb/html5/thumbnails/26.jpg)
Uloga konzervativne rekombinacije DNK specifične za mesto
u održanju kružnih molekula DNK
![Page 27: Konzervativna rekombinacija DNK - bio.bg.ac.rs · PDF fileFlagelarne antigene varijacije kod Salmonella • Flagela na površini bakterije predstavlja opšti target dejstva imunskog](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022012403/5a7a678d7f8b9a04618c11eb/html5/thumbnails/27.jpg)
Kružni molekuli DNK
• Hromozomi mnogih bakterija • Mnogi plazmidi • Neke virusne DNK su kružni • DIMERI ILI MULTIMERICI KRUŽNIH
MOLEKULA DNK KOJI SE STVARAJU TOKOM HOMOLOGNE REKOMBINACIJE “VRAĆAJU SE” U FORMU MONOMERA POMOĆU KONZERVATIVNE REKOMBINACIJE DNK SPECIFIČNE ZA MESTO
![Page 28: Konzervativna rekombinacija DNK - bio.bg.ac.rs · PDF fileFlagelarne antigene varijacije kod Salmonella • Flagela na površini bakterije predstavlja opšti target dejstva imunskog](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022012403/5a7a678d7f8b9a04618c11eb/html5/thumbnails/28.jpg)
Resolvaze
• Rekombinaze - resolvaze
• Nazivaju se “resolvaze” jer razdvajaju dimere ili veće multimere u monomere
• Mnogi kružni molekuli DNK poseduju specifične sekvence za vezivanje resolvaza
![Page 29: Konzervativna rekombinacija DNK - bio.bg.ac.rs · PDF fileFlagelarne antigene varijacije kod Salmonella • Flagela na površini bakterije predstavlja opšti target dejstva imunskog](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022012403/5a7a678d7f8b9a04618c11eb/html5/thumbnails/29.jpg)
Xer rekombinaza
• Vrši monomerizaciju brojnih bakterijskih hromozoma i bakterijskih plazmida
• Tirozin rekombinaza
• Heterotetramer – 2x XerC i 2x XerD
• Rekombinciona mesta za Xer rekombinazu nazivaju se dif mesta
![Page 30: Konzervativna rekombinacija DNK - bio.bg.ac.rs · PDF fileFlagelarne antigene varijacije kod Salmonella • Flagela na površini bakterije predstavlja opšti target dejstva imunskog](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022012403/5a7a678d7f8b9a04618c11eb/html5/thumbnails/30.jpg)
Protein FtsK
• Protein ćelijske deobe • Reguliše aktivnost Xer
rekombinaze • Bez proteina FtsK aktiviraju
se samo dve subjedinice XerC, formira se Holidejeva struktura ali se rekombinacija nikada ne odvija do kraja.
• Reverzni proces čest
![Page 31: Konzervativna rekombinacija DNK - bio.bg.ac.rs · PDF fileFlagelarne antigene varijacije kod Salmonella • Flagela na površini bakterije predstavlja opšti target dejstva imunskog](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022012403/5a7a678d7f8b9a04618c11eb/html5/thumbnails/31.jpg)
Protein FtsK
U prisustvu proteina FtsK
• Subjedinice XerD se prvo aktiviraju pa subjedinice XerC
• Kompletira se rekombinacija DNK specifična za mesto
• Formiraju se hromozomski monomeri.
![Page 32: Konzervativna rekombinacija DNK - bio.bg.ac.rs · PDF fileFlagelarne antigene varijacije kod Salmonella • Flagela na površini bakterije predstavlja opšti target dejstva imunskog](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022012403/5a7a678d7f8b9a04618c11eb/html5/thumbnails/32.jpg)
Protein FtsK
• Protein FtsK je i ATPaza
• Vezuje se za ćelijsku membranu i to na mestima na kojima otpočinje proces binarne deobe bakterijske ćelije
• Reguliše vreme i mesto ćelijske deobe
Protein FtsK
![Page 33: Konzervativna rekombinacija DNK - bio.bg.ac.rs · PDF fileFlagelarne antigene varijacije kod Salmonella • Flagela na površini bakterije predstavlja opšti target dejstva imunskog](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022012403/5a7a678d7f8b9a04618c11eb/html5/thumbnails/33.jpg)
Sledi.... Rekombinacija molekula DNK transpozicijom