РЕСТРИКЦИЯ И МОДИФИКАЦИЯ ДНК (от позднелат. restrictio-ограничение и modificatio- видоизменение), специфический реакции метаболизма ДНК в клетках бактерий, обеспечивающие защиту собственной ДНК от встраивания в нее последовательностей ДНК чужеродного происхождения.

Функционирование систем РЕСТРИКЦИЯ И МОДИФИКАЦИЯ ДНК и м. ДНК (сокращенно РЕСТРИКЦИЯ И МОДИФИКАЦИЯ ДНК) основано на следующей принципах. С помощью ферментативных реакций собств. клеточная ДНК специфический образом модифицируется так, что рестриктазы оказываются по отношению к этой ДНК неактивными. Любая вторгающаяся в клетку чужеродная ДНК отличается от резидентной (собственной) ДНК по специфичности модификации. Это делает чужеродную ДНК чувствительной к действию рестриктаз; разрушению ("рестрикции") подвергаются те молекулы ДНК, которые не содержат соответствующих модифицир. элементов.

Т. обр., благодаря системе РЕСТРИКЦИЯ И МОДИФИКАЦИЯ ДНК возможность функционирования чужеродной ДНК в клетке и ее рекомбинации с собств. клеточной ДНК (см. Рекомбинация генетическая)сведены к минимуму.

Известно несколько бактериальных систем РЕСТРИКЦИЯ И МОДИФИКАЦИЯ ДНК Наиб. хорошо изучены аллельные системы К и В (различные структурные состояния гена), определяющие специфичность резидентной ДНК у штаммов Escherichia coli (E. coli), а также неаллель-ные системы RI и RII, генетич. информацию для которых несут плазмиды. Подобные системы в клетках животных пока не обнаружены.

В большинстве систем модификация осуществляется метилированием N⁶-аминогруппы остатков аденина в составе тех или иных специфический участков ДНК с образованием 6-метиламинопурина. Возможны и др. варианты химический модификации ДНК, осуществляемой компонентами подобных систем. Например, в системе EcoRII метилируется атом С-5 остатков цитозина, а при контролируемой клеткой-хозяином модификации ДНК Т-четных фагов (инфицируют Е. coli) происходит глюкозилирование остатков гидроксиме-тилцитозина, присутствующего в ДНК этих фагов. Функции рестрикции обусловлены эндонуклеазной активностью рестриктаз, которые узнают специфический последовательности ДНК при условии, что эти последовательности не модифицированы. Фермент катализирует разрыв фосфодиэфирной связи в каждой из двух цепей ДНК вблизи этой последовательности или в др. местах молекулы, что определяется типом фермента. Двухцепочечные разрывы стимулируют дальнейшее интенсивное неспецифический разрушение ДНК др. нуклеазами.

РЕСТРИКЦИЯ И МОДИФИКАЦИЯ ДНК осуществляются только в отношении двухцепочечных молекул ДНК. Одноцепочечные ДНК некоторых фагов модифицируются или подвергаются рестрикции только тогда, когда они находятся в фазе репликации. В то же время для обеспечения устойчивости к рестриктазам достаточно модификации только одной из цепей ДНК. По этой причине ДНК; образующаяся в ходе полуконсервативной репликации, защищена от действия собств. клеточных рестриктаз благодаря модификации матричной цепи.

Литература: Страйер Л., Биохимия, пер. с англ., т: 3, М., 1985, с. 6-46.

П. Л. Иванов.

Химическая энциклопедия. Том 4 >> К списку статей