Айала ф., Кайгер Дж. Современная генетика: в 3-х т. Т. 2. Пер. С англ.: – м.: Мир, 1988. – 368 с.

138 Экспрессия генетического материала

Рис. 14.5. Полученная с помощью электронного микроскопа фотография структуры Холлидея, образующейся при рекомбинации кольцевых плазмидных ДНК в E. coli. Кольцевые молекулы линеаризованы при расщеплении рестриктазой Eco RI (данная плазмида содержит только один участок расщепления	рестриктазой Eco RI). Две изображенные структуры являются изомерными формами структуры Холлидея. На правой фотографии видна область расхождения одноцепочечных участков. (По Potter H., Dressler D., 1976. Proc. Nat. Acad. Sei. USA, 73, 3000.)

штаммов E. coli recB или recC . То есть можно предположить, что продукты этих двух генов участвуют в рекомбинационном акте после белка RecA. В действительности гены recВ⁺ и recС⁺ кодируют две субъединицы АТР-зависимой нуклеазы. Эта нуклеаза, вероятно, выступает в роли фермента, специфически разрезающего (разрешающего) структуру Холлидея для завершения процесса рекомбинации.

Белок RecA играет также ключевую роль в репарации повреждений ДНК, вызванных воздействием ультрафиолетовых лучей или некоторых химических агентов на клетки E. coli. Активация такой репарационной функции происходит при взаимодействии с одноцепочечными участками ДНК, образование которых непосредственно связано с повреждениями в молекуле ДНК. Белок RecA обладает протеолитической активностью, стимулируемой одноцепочечными ДНК. Эта протеолитическая активность проявляется в расщеплении по крайней мере двух типов белков-

Айала ф., Кайгер Дж. Современная генетика: в 3-х т. Т. 2. Пер. С англ.: – м.: Мир, 1988. – 368 с.

14. Рекомбинация 139

репрессоров. Один из них - это репрессор фага λ, расщепление которого приводит к индукции профага. Другой гесЛ-чувствительный репрессор является продуктом гена lexA. Этот репрессор вовлечен в регуляцию уровня экспрессии гена recА и ряда других генов, отвечающих за репарацию ДНК и другие, так называемые SOS-функции, способствующие выживанию клетки в экстремальных условиях. В норме репрессор lexA обеспечивает лишь невысокий уровень экспрессии гена recА, достаточный для обеспечения процессов общей рекомбинации. Однако при повреждении ДНК, угрожающем жизни клетки, стимулируется протеолитическая активность белка RecA и происходит расщепление репрессора lex А. Это приводит к индукции генов um (они обсуждались в гл. 13) и других генов, связанных с репарацией ДНК и восстановлением нормальной жизнедеятельности клетки. Белок RecA в условиях его повышенной продукции, вероятно, непосредственно участвует в репарации, направляя рекомбинацию между поврежденными и неповрежденными участками дочерних молекул ДНК после репликации. Рассмотренные в этом разделе экспериментальные наблюдения позволяют сделать вывод о том, что образование структур Холлидея является промежуточным этапом в процессе рекомбинации у Е. coll. Формирование и разрешение структур этого типа находится под генетическим контролем. Модель Холлидея была изначально предложена им для интерпретации данных по рекомбинации при мейотическом делении, т.е. для эукариот. Применимость этой модели и для прокариот позволяет считать, что основные механизмы рекомбинации, характерные для прокариот и эукариот, очень схожи. Сейчас мы перейдем к рассмотрению доказательств реального существования структур Холлидея, а также данных, позволяющих представить процесс образования таких структур у эукариот.