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RICOMBINAZIONE CONSERVATIVA SITO SPECIFICA (RCSS) - Coggle Diagram
RICOMBINAZIONE CONSERVATIVA SITO SPECIFICA (RCSS)
Tipo di ricombinazione che coinvolge
2 precisi e definiti elementi
del genoma: una specifica sequenza di DNA si ritrova inserita in un'altra sequenza di DNA, anche se potrebbero essere invertiti i filamenti rispetto a come erano prima.
Sia la sequenza di DNA che deve essere spostata che il punto preciso in cui deve rientrare il DNA sono marcate da delle specifiche sequenze, piuttosto piccole dette
SITI DI RICOMBINAZIONE
Questi siti di ricombinazione sono costituiti da 3 parti: le due parti di sequenza più esterne che sono
siti di riconoscimento per le RICOMBINASI
e una interna definita
REGIONE DELLO SCAMBIO
. Le prime sono siti di riconoscimento per degli enzimi (ricombinasi) che svolgono attività endonucleasica all'interno della regione dello scambio, tagliandola.
Se i
siti di ricombinazione hanno lo stesso verso
si parla di
ricombinazione diretta
se invece hanno
verso opposto
il risultato è l
'inversione dei filamenti inseriti
rispetto alla nuova sequenza.
Esistono due tipi di ricombinasi
RICOMBINASI A TIROSINA
Questa ricombinasi ha un meccanismo di taglio uguale a quelle a serina (ma con la tirosina), tuttavia a cambiare è l'intermedio
In questo meccanismo infatti i
filamenti sono tagliati e ricombinati uno alla volta
portando alla formazione di una
giunzione di Holliday
che tuttavia non ha bisogno di tagli per essere risolta dal momento che tutti e due i filamenti vengono ricombinati.
ESEMPIO:
SISTEMA CRE-LOX
Questo è un sistema di
ricombinazione a tirosina presente nel fago P1
, molto semplice che utilizza
due siti di ricombinazione identici
sia sul fago che sul battere, chiamati
LOX-P
e un'unica
ricombinasi
, chiamata
CRE
.
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Questo sistema può essere estremamente utile soprattutto per la
generazione di organismi eucariotici knock-out o knock-in condizionali
come ad esempio i topi (out= gene represso, in= gene modificato)
Cerco di fare un riassunto di quanto capito per niente sicuro
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RICOMBINASI A SERINA
Questo tipo di enzima riconosce i suoi siti di legame specifici sul DNA e
tramite una SERINA
effettua un'
attacco nucleofilo su di un fosfato
presente nella regione dello scambio.
Questo fa si che si crei un intermedio in cui
l'enzima rimane legato al fosfato in posizione 5'
del filamento di DNA tramite la serina mentre l'
estremità 3' rimane libera
.
.
Questo avviene contemporaneamente sia sul sito di partenza che quello di arrivo e ciascuna ricombinasi taglia solo un filamento, servono quindi 4 subunità per tagliare due doppi filamenti di DNA, come 4 sono i siti di riconoscimento per le ricombinasi in 2 siti di ricombinazioni.
L'
enzima
legato al filamento
si occupa anche
di trasferire il DNA di partenza a quello di arrivo e quindi di effettuare lo
scambio dell'appaiamento dei filamenti
(
mille domande ma non è stato più specifico)
Una volta arrivato l'enzima legato grazie alla serina all'estremità 5' del filamento, all'
estremità libera 3' del filamento di arrivo, questa svolge un attacco nucleofilo sul fosfato 5
' a cui è legata la serina che ricostituisce l'integrità del DNA e libera l'enzima.
Ci possono essere
3 tipi di ricombinazione
:
DELEZIONE:
Una sequenza di DNA che si trova già integrata nel genoma viene scissa a livello dei siti di ricombinazione ed esce
INSERZIONE:
Una nuova sequenza di DNA viene aggiunta a un'altra sequenza di DNA tramite sequenze specifiche
INVERSIONE:
Questo è un tipo di ricombonazione durante il quale la sequenza si trova ad essere invertita
ESEMPIO DI INVERSIONE:
Il battere della Salmonella presenta una zona di DNA invertibile grazie a una
serin ricombinasi
chiamata
HIN
, che è quindi circoscritta da
due siti di ricombinazione HIX-L e HIX-R
Questo tratto di DNA, quando trascritto per via del promotore a monte codifica per la
FLAGELLINA, proteina del flagello batterico
Nella sequenza invertita è presente anche il
promotore
del gene stesso che, quando
non invertito
trascrive per la
flagellina H2
e e per il
repressore della flagellina H1
Quando invertito il senso di azione del promotore è invertito e quindi trascrive per la flagellina H1, distante nel genoma,
Questo è un evento che avviene in modo stocastico
per tentare di aggirare le difese anticorpali
di alcuni organismi che spesso prendono di mira proprio la flagellina.
Perchè questo possa avvenire oltre la ricombinasi sono
necessari anche altri fattori
che possano sviluppare le strutture a livello del quale avvengono le ricombinazioni ad esempio delgi ENHANCER a DNA che legano la
proteina FIS
in modo che questa leghi il DNA
.
Un'esempio di utilizzo fisiologico della
ricombinazione sito specifica
è possibile ritrovarlo nell'infezione dei batteri da parte del
FAGO λ
Questo virus infatti una volta che ha iniettato il suo dsDNA circolare nel battere è in grado di attuare un
ciclo LITICO
o un
ciclo LISOGENICO
a seconda delle condizioni ambientali presenti.
La via
lisogenica
prevede invece che il DNA virale, considerata la mancanza di nutrienti nell'ambiente, si
inserisca all'interno del DNA
batterico,
lasciandosi replicare passivamente
, con le mitosi del battere.
Questo
sinchè il virus non sente che le condizioni sono migliorate
: in tal caso il DNA virale esce dal DNA batterico e intraprende la
via litica
Queste inserzioni e delezioni utilizzano un meccanismo di
ricombinazione sito specifica
.
L'inserzione per entrare nella via lisogenica utilizza come sitI di ricombinazione: sul
DNA batterico la
sequenza ATT-B
e sul
DNA fagico la sequenza ATT-P
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.
L'
excisione dal DNA batterico
invece che da il via alla ripresa della via litica segue quasi lo stesso meccanismo ma ha come siti di ricombinazione le sequenze
ATT-R
e
ATT-L
rispettivamente alla destra e alla sinistra del DNA fagico
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La
via litica
prevede che il battere sintetizzi le proteine capsidiche del virus che inizia quindi a riprodursi a dismisura sinchè questo non porta alla lisi del batterio che libera migliaia di virus pronti a infettare altre cellule.