المرجع الالكتروني للمعلوماتية
المرجع الألكتروني للمعلوماتية

علم الاحياء
عدد المواضيع في هذا القسم 10456 موضوعاً
النبات
الحيوان
الأحياء المجهرية
علم الأمراض
التقانة الإحيائية
التقنية الحياتية النانوية
علم الأجنة
الأحياء الجزيئي
علم وظائف الأعضاء
المضادات الحيوية

Untitled Document
أبحث عن شيء أخر
ونواقض الوضوء وبدائله
2024-05-02
معنى مثقال ذرة
2024-05-02
معنى الجار ذي القربى
2024-05-02
{واللاتي‏ تخافون نشوزهن}
2024-05-02
ما هي الكبائر
2024-05-02
شعر لأحمد بن أفلح
2024-05-02

الأفعال التي تنصب مفعولين
23-12-2014
صيغ المبالغة
18-02-2015
الجملة الإنشائية وأقسامها
26-03-2015
اولاد الامام الحسين (عليه السلام)
3-04-2015
معاني صيغ الزيادة
17-02-2015
انواع التمور في العراق
27-5-2016

Site-Specific Recombination Resembles Topoisomerase Activity  
  
1533   09:48 صباحاً   date: 17-4-2021
Author : JOCELYN E. KREBS, ELLIOTT S. GOLDSTEIN and STEPHEN T. KILPATRICK
Book or Source : LEWIN’S GENES XII
Page and Part :


Read More
Date: 19-4-2021 1779
Date: 29-10-2015 3505
Date: 21-4-2016 1708

Site-Specific Recombination Resembles Topoisomerase Activity


KEY CONCEPTS
-Integrases are related to topoisomerases, and the recombination reaction resembles topoisomerase action except that nicked strands from different duplexes are sealed together.
-The reaction conserves energy by using a catalytic tyrosine in the enzyme to break a phosphodiester bond ةand link to the broken 3′ end.
-Two enzyme units bind to each recombination site and the two dimers synapse to form a complex in which the transfer reactions occur.

Integrases use a mechanism similar to that of type I topoisomerases in which a break is made in one DNA strand at a time. The difference is that a recombinase reconnects the ends crosswise, whereas a topoisomerase makes a break, manipulates the ends, and then rejoins the original ends. The basic principle of the system is that four molecules of the recombinase are required, one to cut each of the four strands of the two duplexes that are recombining.

FIGURE 1. shows the nature of the reaction catalyzed by an integrase. The enzyme is a monomeric protein that has an active site capable of cutting and ligating DNA. The reaction involves an attack by a tyrosine on a phosphodiester bond. The 3′ end of the DNA chain is linked through a phosphodiester bond to a tyrosine in the enzyme. This releases a free 5′–OH end.


FIGURE 1.Integrases catalyze recombination by a mechanism similar to that of topoisomerases. Staggered cuts are made in DNA and the 3′–phosphate end is covalently linked to a tyrosine in the enzyme. The free hydroxyl group of each strand then attacks the P–Tyr link of the other strand. The first exchange shown in the figure generates a Holliday structure. The structure is resolved by repeating the process with the other pair of strands.
Two enzyme units are bound to each of the recombination sites. At each site, only one of the units attacks the DNA. The symmetry of the system ensures that complementary strands are broken in each recombination site. The free 5′–OH end in each site attacks the 3′–phosphotyrosine link in the other site. This generates a Holliday junction.
The structure is resolved when the other two enzyme units (which had not been involved in the first cycle of breakage and reunion) act on the other pair of complementary strands.
The successive interactions accomplish a conservative strand exchange, in which there are no deletions or additions of nucleotides at the exchange site, and there is no need for input of energy. The transient 3′–phosphotyrosine link between protein and DNA conserves the energy of the cleaved phosphodiester bond.
FIGURE 2. shows the reaction intermediate, based on the crystal structure. (Trapping the intermediate was made possible by using a suicide substrate like that described for att recombination, which consists of a synthetic DNA duplex with a missing phosphodiester bond so that the attack by the enzyme does not generate a free 5′–OH end.) The structure of the Cre–lox complex shows two Cre molecules, each of which is bound to a 15-bp length of DNA. The DNA is bent by about 100° at the center of symmetry. Two of these complexes assemble in an antiparallel way to form a tetrameric protein structure bound to two synapsed DNA molecules. Strand exchange takes place in a central cavity of the protein structure that contains the central six bases of the crossover region.


FIGURE 2.  A synapsed loxA recombination complex has a tetramer of Cre recombinases, with one enzyme monomer bound to each half site. Two of the four active sites are in use, acting on complementary strands of the two DNA sites.
The tyrosine that is responsible for cleaving DNA in any particular half site is provided by the enzyme subunit that is bound to that half site. This is called cis cleavage. This is true also for the Int integrase and XerD recombinase. The FLP recombinase cleaves in trans, however, which involves a mechanism in which the enzyme subunit that provides the tyrosine is not the subunit bound to that half site, but rather is one of the other subunits.




علم الأحياء المجهرية هو العلم الذي يختص بدراسة الأحياء الدقيقة من حيث الحجم والتي لا يمكن مشاهدتها بالعين المجرَّدة. اذ يتعامل مع الأشكال المجهرية من حيث طرق تكاثرها، ووظائف أجزائها ومكوناتها المختلفة، دورها في الطبيعة، والعلاقة المفيدة أو الضارة مع الكائنات الحية - ومنها الإنسان بشكل خاص - كما يدرس استعمالات هذه الكائنات في الصناعة والعلم. وتنقسم هذه الكائنات الدقيقة إلى: بكتيريا وفيروسات وفطريات وطفيليات.



يقوم علم الأحياء الجزيئي بدراسة الأحياء على المستوى الجزيئي، لذلك فهو يتداخل مع كلا من علم الأحياء والكيمياء وبشكل خاص مع علم الكيمياء الحيوية وعلم الوراثة في عدة مناطق وتخصصات. يهتم علم الاحياء الجزيئي بدراسة مختلف العلاقات المتبادلة بين كافة الأنظمة الخلوية وبخاصة العلاقات بين الدنا (DNA) والرنا (RNA) وعملية تصنيع البروتينات إضافة إلى آليات تنظيم هذه العملية وكافة العمليات الحيوية.



علم الوراثة هو أحد فروع علوم الحياة الحديثة الذي يبحث في أسباب التشابه والاختلاف في صفات الأجيال المتعاقبة من الأفراد التي ترتبط فيما بينها بصلة عضوية معينة كما يبحث فيما يؤدي اليه تلك الأسباب من نتائج مع إعطاء تفسير للمسببات ونتائجها. وعلى هذا الأساس فإن دراسة هذا العلم تتطلب الماماً واسعاً وقاعدة راسخة عميقة في شتى مجالات علوم الحياة كعلم الخلية وعلم الهيأة وعلم الأجنة وعلم البيئة والتصنيف والزراعة والطب وعلم البكتريا.




جمعيّة العميد وقسم الشؤون الفكريّة تدعوان الباحثين للمشاركة في الملتقى العلمي الوطني الأوّل
الأمين العام المساعد لجامعة الدول العربية السابق: جناح جمعية العميد في معرض تونس ثمين بإصداراته
المجمع العلمي يستأنف فعاليات محفل منابر النور في واسط
برعاية العتبة العباسيّة المقدّسة فرقة العبّاس (عليه السلام) تُقيم معرضًا يوثّق انتصاراتها في قرية البشير بمحافظة كركوك