Ну вот, например...

[progenes]

каждый нормальный биолог знает, что удвоение ДНК начинается с конкретной точки начала репликации. Для простоты возьмем геном кишечной палочки. Это одна кольцевая молекула ДНК длиной примерно 4 млн нуклеотидов. На этой кольцевой ДНК есть 1 (одно) место длиной точно 250 нуклеотидов, точно известно какое, точно известно где именно. Точно на это место - назовем его деталь oriC - садится белок инициатор репликации (известно какой), потом на него садится еще один известный белок - загрузки геликазы (третьего белка). Потому туда навешивается еще куча всего и эта вся штука начинает ехать по ДНК и удваивать ее.

Когда эта вся система собирается, то выглядит это примерно так



Но вернемся к этой точке начала репликации. С бактерией разобрались, она маленькая. Не забыли? Точка начала репликации одна штука. На человеческий геном этих точек дофигищи. Их поизучали, понаходили общие детали во всех точках. Создали базы данных известных точек начала репликации у дрожжей например например .

Эти точки начала репликации широко используются в генетической инженерии, как незаменимая деталь конструкции молекулярных векторов. Мы размножаем вектора в бактериях, стало быть нам надо точку, с которой будет проходить удвоение ДНК наших векторов.

Я к чему клоню. Мы как бы инженеры, разобрали клетку-машинку, нашли важную и нужную деталь, описали ее, назвали и даже научились использовать по назначению.

Теперь следите за руками. Взяли бактерию Haloferax volcanii. Бактерия, кроме всего прочего, примечательна тем, что живет в экстремально соленых водах, но сейчас интересна не этим. У этой бактерии на весь геном есть насколько точек начала репликации. А если точно, то четыре.

Если "выключать" каждую отдельную точку, то бактерия хиреет и плохо растет, как и следует ожидать. Не идет репликация. Ну в учебника ж написано, карты генома нарисованы, все ж ясно. А теперь внимание. "Выключили" все точки начала репликации. А бактерии хоть бы что, хотя вру, стала расти даже лучше!

Оказалось, что за неимением точки начала репликации, бактерия начинает удвоение ДНК с любого подходящего места "расплетенной косички" ДНК. Обычно это наиболее используемое место с которого как раз считывается РНК. В этом же месте происходит и активный обмен гомологичными участками. Авторы спекулируют, как такое могло произойти и что все это значит.

Это была всего лишь иллюстрация к неоднозначности и сложности биологических объектов. А еще недавно было ощущение, что мы вполне себе нащупали совершенную инженерную деталь.

Comments

[superhimik.livejournal.com]

Не, пакуль што не намацалi - пытальнiкi чаму на схеме прысутнiчаюць?

[denis-poltavets.livejournal.com]

И так во всем, если имеешь дело с этим белково-липидным клеем, развешанным на кальциевых трубках... Вот буквально не за что схватиться, чтобы наверняка.

[oldodik.livejournal.com]

Да-да, клеюшное естество, как там бишь у пана Станислава...

[alll]

Какие вообще могут быть совершенные детали в объектах, интенсивно менявшихся три миллиарда лет по каждому чиху лито-аква-атмо-биосферы, если говорить о нашем понимании совершенства. Картина мира, в которой это совершенно, просто не влезает в нашу довольно маленькую черепушку.

[macroevolution.livejournal.com]

Ой как интересно.

"Origin-less cells... have an absolute requirement for the recombinase RadA, unlike strains lacking individual origins. Our results demonstrate that homologous recombination alone can efficiently initiate the replication of an entire cellular genome. "
Вы не подскажете, что с чем там гомологично рекомбинирует в начале репликации? А то у меня доступа к полному тексту нет. Собственно, каким образом вообще гомологичная рекомбинация помогает начать репликацию?

И еще про Halobacterium (Haloferax) volcanii вопрос. В свое время у этой твари вроде бы обнаружили необычный способ обмена геномной ДНК при помощи чего-то похожего на взаимную конъюгацию http://www.sciencemag.org/content/245/4924/1387.short Не попадалось ли вам что-нибудь новое на эту тему (ну там, подтверждение, опровержение, детализация).

[progenes.livejournal.com]

завтра пришлю с работы

[bret.livejournal.com]

а почему при выключении отдельных ориджинов не включается этот альтернативный механизм?

[mininand.livejournal.com]

А константы связывания разные:)

[kondybas.livejournal.com]

А вот интересно, каким образом образом репликатор узнает, что начальных точек нету? Т.е. понятно, что в норме он садится верхом на спираль, и ползет по ней, в поисках заветных 250 нуклеотидов. А если их нет - он же ж должен ползать по кругу?

[esche-odin.livejournal.com]

1) возможно, в репликаторе есть "штука" которая "хочет" соединиться со спиралью
2) с теми 250 нуклеотидами она соединяется легко
3) со всеми остальными - несколько тяжелее
4) и с каждым нуклеотидом\кругом "желание" соединиться возрастает
...
PROFIT

[macroevolution.livejournal.com]

если они есть, "репликатор" (точнее, репликативная геликаза MCM) накрепко прилипает именно к ним. У них сродство выше (и белок ORC1, специально распознающий эти точки, ему в этом активно помогает). Если их нет, MCM прилипает к любому месту, где идет гомологичная рекомбинация и образуется D-петля. По крайней мере, так предполагают авторы статьи.

[prahvessor.livejournal.com]

галоферакс - все-таки архея.

а в книге Спирина про трансляцию и рибосому в разделе "Инициация без компонентов инициации" был эпиграф: "Гиена - хищный зверь, охотится ночью только при Луне. А если Луны нет, то без".

дальше смешно. В малотиражном пущинском издании там была подпись "из энциклопедии одной из африканских стран". В "Науке" эту подпись сняли.

[zloradskij.livejournal.com]

:))

[macroevolution.livejournal.com]

И еще, не может ли всё это пролить свет на происхождение механизма репликации ДНК от механизма гомологичной рекомбинации в свете идей Кунина и др: Leipe et al., 2000 http://genome.cshlp.org/content/10/1/5.short ?

[macroevolution.livejournal.com]

Если у вас есть pdf, пришлите мне его, пожалуйста, на markov_a(собака)inbox.ru
Если можно. Буду очень благодарен.

А еще недавно было ощущение, что мы вполне себе нащупал

[fa-sharp.livejournal.com]

Отсюда вывод - ГМО полезно! Ура, товарищи!

[metarattus.livejournal.com]

Мы буду гораздо более удивлён другим фактом - если у эукариот действительно все их ориджины специфичны.

А на фоне множества неспецифических точек у эукариот это действительно выглядит просто возвратом к более примитивному низкоспецифичному способу запуска репликации.

[s0me0ne.livejournal.com]

== troll mode on ==
Вот и как вы после всего этого можете говорить, что ГМО безвредны?! Я его ем, а оно внутре меня самопроизвольно удвояется!
Вот один мальчик (с) съел ГМО-боб, а тот у него внутре удвоялся-удвоялся, и весь мальчик превратился в боб. А Монсанта заплатила семье миллиард долларов, чтобы замять историю, и семья съела мальчика, потому что он всё равно был боб, а миллиард не лишний.
== troll mode off ==
тяжёлый день, извините

[metarattus.livejournal.com]

>На человеческий геном этих точек дофигищи. Их поизучали, понаходили общие детали во всех точках. Создали базы данных известных точек начала репликации у дрожжей например например .

Хм. А я до сего момента думал, что у эукариот точек начала много просто потому, что они изрядно низкоспецифичные (и даже практически случайные). И с прокариотическими ориджинами их вообще не следовало бы сравнивать по-хорошему.
Оказывается это не так ?

А я ведь уже своё стройное объяснение такого различия под это выстроил...

[progenes.livejournal.com]

Это вообще не моя область, но судя по тому, как живо собираются базы данных, у эукариот что-то тоже весьма специфическое существует.

Вот жеж любители объяснять ;-). У меня к ориджину чисто плазмидно-утилитарный подход. Я вообще зацепилась в оглавлении случайно за слово ориждин и посмотрела статейку, чисто проапдейтить базовые знания, а тут такое!

Позавчера я бы еще готова была поспорить, что без ориджина никакой репликации не получится, но эгоистичный ген поломал мои планы.

[navilachim.livejournal.com]

Я, конечно, нисколько не химик, и не биолог, но, помня философскую формулу осложнения движения (от механического до физ., дальше хим., био., и, наконец, социальное), мне представляется все очень просто: молекула, или их каскад взаимодействует с другой молекулой по самому низкому потенциалу, если его убрать, будет взаимодействовать по следующему по градиенту снизу.).

[mfreidin.livejournal.com]

Интересно, спасибо.

[gegmopo4.livejournal.com]

Выглядит так, словно «точка начала репликации» — это поломка ДНК, сбивающая механизм репликации. Чтобы его починить, нужно поломать ДНК ещё раз в подходящем месте. У Haloferax volcanii таких поломок/починок было всего двое. Вот если выключить сразу две точки (перепробовать для всех 6 возможных пар), получится ли что-нибудь интересное?

[metarattus.livejournal.com]

Вот это врядли: у большинства обычных прокариот таких точек ОДНА.

[molostoff.livejournal.com]

а забавно, в компьютерных делах это называется точкой входа (в программу). предполагается, что в некоторый циклический процесс (алгоритм) можно "войти" с разными аргументами и параметрами, в соответствующие этим разным наборам входы, не с самого начала, а прямо в некоторую середину. в англоязычной литературе использовали раньше термин trap, а потом - interrupt handler, а теперь - обработчик события (член-мембер у русских, и member-function у нерусских), или event handler.

так вот смысл этого отдельного входа в "событие" - реагировать на вполне определенные ситуации, на какие именно - определяется окружением (тем кто входит), но по специфике обработки параметров (в вашем случае - белков-компаньонов инициатора) - можно определить источник "вызова" программы деления и его причину.

эти точки входа тоже кстати векторами называли раньше, т.к. в компьютерах их еще и переназначают - прикидываются одной точкой входа, а отправляют входящего в другую, поэтому формально и был вектором, указывающим на действительную точку входа (в interrupt handler)/

если я смотрю со своей технарской точки зрения на такое чудо с разными точками входа, то я понимаю, что при разных условиях входящий вызов хочет обслужиться, но поскольку обстоятельства у него бывают разные, для каждого обстоятельства у него отдельный вход в программу деления.

если все входы ему закрыть, то в компьютерах, как правило, есть обработчик по умолчанию - для любой ситуации, не важно с какими обстоятельствами, но процедура будет инициирована и без входящих параметров.

ну и вот - очень много общего в итоге.

[steel-monster.livejournal.com]

Насколько я понимаю, если уж выстраивать аналогии с программированием, то сравнивать нужно скорее всего с Malbolge (http://ru.wikipedia.org/wiki/Malbolge).

[deforg.livejournal.com]

А чё, если у кишечной палочки выключить эту единственную точку, то она перестанет удваиваться? А у человеческого генома тоже всё повыключать - размножаться не будет? А у дрозофиллы какой-нибудь? Может это для всех так. Или не так? Или только для бактерий, а не для млекопитающих? Ведь это же важно, наверно. Взяли какой-то отдельный случай и выводы делают. Правда что - инженеры, не учёные.

[shao-s.livejournal.com]

Почему вы решили, что выводы делаются по одному случаю?

[lazy-drakonessa.livejournal.com]

Как-то оно все... компьютерно.

[ruslan-lv.livejournal.com]

А ещё разница между ин виво и ин витро. Как и разница между мышками-крысами-кроликами.