ДНК метилаза (ДНК метилтрансфераза)
ДНК-метилазы, ДНК-метилтрансферазы (DNA methylases, DNA methyltransferase, DNMT) [франц. methyle — группа CH3, от греч. methy — мёд, вино и hyle — дерево; древесное вино] — группа ферментов, катализирующих метилирование нуклеотидных остатков в составе ДНК про- и эукариот (см. ДНК метилирование). У бактерий имеются два типа ферментов, метилирующих ДНК: dam- и dcm-M. Первая осуществляет перенос метильных групп в N-положение аденина в нуклеотидной последовательности ГАТЦ, вторая метилирует остатки цитозина в положении С5 в последовательностях ЦЦАГГ и ЦЦТГГ. В результате метилирования соответствующие сайты становятся устойчивыми к рестрикции. ДНК-метилазы бактериальных систем рестрикции и модификации применяют для блокирования in vitro соответствующих сайтов рестрикции на исследуемых фрагментах ДНК с целью получения рестрикционных фрагментов больших размеров. Для предотвращения влияния ДНК-метилаз на клонируемые ДНК в качестве клеток-хозяев используют мутантные штаммы E. coli (dam— и dcm—). У млекопитающих обнаружены четыре семейства ДНК-метилтрансферазы, у растений — три семейства. У эукариот ДНК-метилаза (цитозин-5-ДНК-метилтрансфераза) катализирует как присоединение метильной группы к цитозину с образованием 5-метилцитозина, так и деметилирование метилцитозина. Работа этих ферментов влияет на активность генома и конформацию хроматина. Все известные ДНК-метилазы используют в качестве метильного донора S-аденозилметионин. Первая ДНК-метилаза была обнаружена у бактерий М. Голдом и Дж. Хурвицем в 1964 г.
ДНК-метилтрансферазы (DNA methyltransferase, DNMT) — см. ДНК-метилазы, ДНК-метил-трансферазы.
У растений имеются три консервативных семейства ДНК-метилтрансфераз. Ферменты из семейства МЕТ1 ДНК-метилтрансфераз - гомологи животных ДНК-метилтрансфераз типа Dnmt1 (глава " Метилирование ДНК у млекопитающих ") в основном являются поддерживающими CpG метилирование ДНК ферментами, хотя одна из них участвует в de novo CpG метилировании при направляемом РНК метилировании ДНК. Класс Dnmt2 ферментов, из которых один закодирован в геноме арабидопсиса, представлен семейством наиболее широко распространенных и высоко консервативных ДНК-метилтрансфераз ( табл. 9.2 ), функция которых все еще не известна. Растительные DRM (domains rearranged methyltransferases) ДНК-метилтрансферазы и их гомологи ферментов (группа Dnmt3 ) млекопитающих обычно рассматриваются как de novo метилтрансферазы. Эти ферменты катализируют метилирование цитозиновых остатков во всех контекстах и участвуют в направляемом РНК метилировании ДНК. Как это следует из названия, домены в этих ферментах реаранжированы: в отличие от Dnmt3 у DRM белков домены I-V следуют за доменами VI-X. Это может придавать этим ферментам способность метилировать асимметричные CpNpN нуклеотидные последовательности, которые в клетках млекопитающих не метилируются. Специфичная для растений хромометилаза СМТЗ модифицирует цитозиновый остаток в тринуклеотиде CpNpG . Подобно ферменту МЕТ1 эта метилтрансфераза участвует как в de novo, так и в поддерживающем метилировании ДНК. Истинная функция СМТЗ все еще не совсем ясна, хотя известно, что утрата ее активности у соответствующих мутантов сопровождается реактивацией некоторых молчащих транспозонов ( Chan et al., 2005 ).
В отличие от млекопитающих, у которых dnmt1 и dnmt3 мутанты погибают во время эмбрионального развития или сразу же после рождения животного, растительные мутанты met1, cmt3 и drm жизнеспособны и обычно даже фертильны. Такая жизненность дефектных по ДНК-метилтрансферазам растительных мутантов позволяет более экстенсивно анализировать роль таких мутаций во время развития и половой репродукции растений, что вообще невозможно сделать в отношении млекопитающих ( Chan et al., 2005 ).
Смотрите также:
