Restriktionsendonucleasen finden sich in?

Zitat aus: Scientific American Juli 1975 Die Manipulation von Genen von Stanley Cohen:

Restriktionsendonucleasen (und Modifikationsmethylasen) sind in Mikroorganismen weit verbreitet; Gene zu ihrer Herstellung wurden auf viralen Chromosomen und extrachromosomaler Plasmid-DNA sowie auf vielen bakteriellen Chromosomen gefunden.

Warum sollten die Gene zur Herstellung von RE auf viralen Chromosomen gefunden werden? Können Sie auch einige Beispiele nennen, wo sie auf Plasmiden gefunden werden?

Antworten (3)

Es gibt viele Vorschläge für die ökologische Rolle von Restriktions-Modifikations-(RM)-Systemen und warum sie auf mobilen genetischen Elementen (z. B. Plasmiden und Viren) existieren würden. In diesem Fall spreche ich speziell von den Viren, die Bakterien (auch bekannt als Bakteriophagen) infizieren.

1) RM-Systeme können eine antivirale Funktion haben. Normalerweise würden wir solche Systeme als Teil des Wirtschromosoms betrachten, aber wie Alan Boyd angedeutet hat, ist seine Fitness, sobald sich ein gemäßigter Phage in das Chromosom integriert hat, an seinen Wirt gebunden. Daher könnte ein in einem Prophagen gefundenes RM-System Infektionen durch zusätzliche Phagen verhindern. Siehe hier für eine Diskussion zu diesem Thema: http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/23471617

2) RM-Systeme können "süchtig machende" Eigenschaften haben, indem sie als Toxin-Antitoxin-Systeme wirken. Im Grunde heißt das: Gehen die Gene für das RM-System verloren, stirbt die Wirtszelle. Dies kann eine Selektion für die Aufrechterhaltung von Plasmiden und Prophagen innerhalb der Wirtszelle bereitstellen. Siehe hier für eine Diskussion zu diesem Thema: http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3874152/

3) Schließlich müssen Viren das Wirtsgenom zerstören – sowohl um jegliche antivirale Reaktion zu unterdrücken als auch um Nährstoffe für die virale Replikation freizusetzen. Während dies typischerweise mit anderen Nukleasen als Restriktionsendonukleasen erreicht wird, gibt es mindestens eine Situation, in der ein RE beteiligt zu sein scheint. Dies wird im ersten Link oben diskutiert (siehe Abschnitt "Rolle in der Ernährung").

Wenn Sie ein dsDNA-Genom haben und es durch Rolling Circle replizieren, wie es die meisten Bakteriophagen und viele Plasmide tun, ist eine Endonuklease so ziemlich eine Notwendigkeit.

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Könnten Sie Ihre Antwort erläutern und einige Referenzen hinzufügen?
das ist eine nette Frage und Post! das RE schneidet das Phagengenom, damit es von der Polymerase repliziert werden kann. Ohne sie gäbe es kein Abkopieren des Chromosoms.
Das Nicken wird jedoch nicht von einer Restriktionsendonuclease durchgeführt, sondern von einem spezifischen Protein, das mit dem 5'-Ende der DNA verbunden bleibt. Wenn dies durch ein RM-System auf dem Phagen bewerkstelligt würde, würde die Stelle vermutlich modifiziert werden, um sie vor doppelsträngigem Schneiden zu schützen.
Ich denke im Allgemeinen, dass REs doppelsträngige Schnitte produzieren. Wenn ich das richtig verstehe, gilt diese Antwort nur für diejenigen, die einsträngige Schnitte erstellen. Werden sie auch RE genannt?
Ich frage mich nur, was einen älteren Ursprung hat - CRISPR-Cas oder RE?
@WYSIWYG Interessante Frage. Fast alle Bakterien haben ein Restriktionsmodifikationssystem, aber nur etwa die Hälfte hat CRISPR/Cas. In Archaeen ist CRISPR/Cas allgegenwärtiger. Alte Abstammung und horizontaler Gentransfer machen es schwierig, eindeutige Schlussfolgerungen darüber zu ziehen, was zuerst da war. CRISPR/Cas ist insofern interessant, als es einen RNA-Cofaktor (crRNA/tracrRNA) benötigt. Möglicherweise existierte (oder existiert immer noch) ein altes CRISPR-System, das ohne Cas oder andere Proteine ​​funktionierte (z. B. ein endonucleolytisches Ribozym mit einer Targeting-Domäne, das vor der Evolution der Proteinsynthese existierte).

Das bekannte Restriktionsenzym EcoRI ist plasmidkodiert.

Betlachet al. (1976) Eine Restriktionsendonuclease-Analyse des bakteriellen Plasmids, das die EcoRI-Restriktion und -Modifikation von DNA kontrolliert. Gefüttert. Proz. 35:2037-43.

Ein Beispiel für ein Phagen-codiertes System finden Sie unter:

Dempseyet al. (2005) Sau421, ein BcgI-ähnliches Restriktionsmodifikationssystem, das von dem vierfach konvertierenden Phagen Phi42 von Staphylococcus aureus codiert wird. Mikrobiologie 151: 1301-1311

Dieses zweite Papier schlägt eine Antwort darauf vor, warum ein Phage ein solches System haben würde: Lysogene von Phi42 sind resistent gegen eine Infektion durch alle 23 Mitglieder eines Standardsatzes von S. aureus- Phagen. Sobald ein Phage lysogenisiert ist, liegt es in seinem Interesse, die Lyse seines Wirts zu verhindern.

Restriktionsendonucleasen finden sich in?
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