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BioMol ricombinazione sito specifica Pinotti
Biologia molecolare (2617)
Università degli Studi di Ferrara
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RICOMBINAZIONE SITO-SPECIFICA
Tutti i meccanismi di ricombinazione visti fino ad ora sono dei meccanismi che non hanno specificità per cui possono essere applicati a tutto il genoma. La ricombinazione a sito specifica è una ricombinazione mirata solo su certi siti. Esistono due tipi di ricombinazione a sito specifico: 1. ricombinazione conservativa : avviene tra due definiti elementi di DNA. Sia in partenza che in arrivo ci sono delle sequenze di DNA che vengono riconosciute. Il DNA spostato porta, sul sito dello scambio, specifici elementi costituiti da corte sequenze dette siti di ricombinazione 2. ricombinazione per trasposizione : avviene tra sequenze specifiche e siti del DNA non specifici. Sono inizialmente vengono riconosciute le sequenze di DNA ma, alla fine, il DNA viene incollato fra delle sequenza non specifiche. È un meccanismo che è alla base dell'integrazione dei genomi virali nel genoma ospite. Caratteristiche comuni dei due meccanismi di ricombinazione Sono mediati dalle ricombinasi Riconoscono le specifiche sequenze dove deve avvenire la ricombinazione Avvicinano i siti in un complesso nucleoproteico -> complesso sinaptico Catalizzano taglio e riunione -> inversione/inserzione DNA o spostamento
Questi meccanismi hanno in comune le ricombinasi ovvero degli enzimi che riconoscono le specifiche sequenze dove deve avvenire la ricombinazione; avvicinano i siti in un complesso nucleoproteico (complesso sinaptico) e catalizzano il “taglio e unione” in modo tale da avere l'inversione o l'inserzione o lo spostamento del DNA. Sono quindi molto determinanti i siti di riconoscimento perchè non solo vengono riconosciuti in partenza, ma anche perchè guidano lo spostamento.
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È importante ricordare che nel caso dell'inversione , sono interessati anche i siti che guidano la ricombinazione. Per fare un esempio di ciò che si può avere come ricombinazione, la prima volta che è stato visto questo fenomeno, è stata nei batteri: quando un batterio è infettato da un virus, questo porta all'interno il proprio genoma e, in base alla presenza di siti che possono essere compatibili fra di loro, avviene la ricombinazione fra il DNA virale e quello batterico. Quando due molecole diverse con siti che possono essere riconosciuti fra di loro (quindi siti specifici che ricombinano), ricombinano, ci danno l'inserzione : il pezzo di DNA esterno viene inserito nel DNA di destinazione e, un esempio di questo meccanismo, è proprio l'integrazione del DNA fagico nel cromosoma batterico. Integrazione del genoma del batteriofago 2 nel cromosoma batterico.
La ricombinazione avviene sempre sulla stessa sequenza all'interno di siti di ricombinazione sul DNA fagico e su quello batterico. D'altra parte possiamo avere siti con lo stesso orientamento che ricombinano nella stessa molecola di DNA, quello che risulta è che le estremità “blu” ovvero quelle esterne alle estremità, si trovano ora all'interno e le estremità sono le parti “rosse” (il tutto ha come risultato la delezione della sezione genomica che ricombina).
Un altro esempio è quello dell'orientamento opposto : stessa molecola di DNA, diverse regioni che ricombinano orientate però in modo opposto e, nel momento in cui si ricombinano, danno inversione. Questa ricombinazione può coinvolgere la stessa molecola o due molecole di DNA diverse. I siti rossi o blu sono simmetrici fra di loro e proprio grazie a questo le ricombinasi riescono a riconoscere queste sequenze. Ovviamente la regione di scambio non è simmetrica. Quello che otteniamo dopo la ricombinazione è la molecola rossa con un pezzo di DNA blu e viceversa. Le ricombinasi, per catalizzare questo processo, riconoscono i siti simmetrici ai lati delle regioni di scambio.
Queste ricombinasi sono degli enzimi con un sito catalitico. Esse riconoscono specifici elementi di sequenze
simmetrici siti di ricombinazione. All'interno del sito catalitico troviamo anche degli aa particolari. Si distinguono due famiglie principali: 1**. serina ricombinasi** : OH della catena laterale di una serina del sito attivo; 2. tirosina ricombinasi : OH della catena laterale di una tirosina del sito attivo. Meccanismo comune: intermedio covalente proteina-DNA
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BioMol ricombinazione sito specifica Pinotti
Corso: Biologia molecolare (2617)
Università: Università degli Studi di Ferrara
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