Биологический каталог




Ферменты рестрикции и их применение

Автор А.А.Янулайтис

ах дало в обсуждаемом случае исключительно низкую частоту встречаемости продуцентов. Для того, чтобы выяснить, насколько полученные данные отражают истину, необходимо применить другие методические подходы.

Если оставить в стороне вопрос об истинной частоте встречаемости продуцентов рестриктаз и ограничиться обсуждением количественных закономерностей распространения продуцентов рестриктаз, основанных на данных, полученных с применением традиционных методических подходов, то можно прийти к следующим выводам:

1) Продуценты рестриктаз с большой долей вероятности можно надеяться обнаружить во всех таксонах прокариотических микроорганизмов. В пользу этого предположения говорит их повсеместное распространение (табл. 3) и постоянное пополнение списка продуцентов новыми микроорганизмами (табл. 2).

2) Различия в частоте встречаемости продуцентов, согласно имеющимся сведениям (табл. 4), являются не настолько значительными, чтобы могли стать решающим фактором при выборе объекта исследований. В таком случае с практической точки зрения более значительным показателем становится технологичность объекта, выражающаяся как в его биологических свойствах (проблемы культивирования), так и в особенностях состава бесклеточных экстрактов (проблемы очистки ферментов) .

Логичным следствием, вытекающим из вышеизложенных обобщений, явился бы выбор в качестве объекта исследования в опытах по поиску продуцентов рестриктаз штаммов «технологичных» видов микроорганизмов. Однако, с практической точки зрения результативность таких экспериментов оценивается не только в отношении количества выявляемых продуцентов, но и качественного состава субстратных специфичностей

24

обнаруженных ферментов. В случае его монотонности, реализация обсуждаемого подхода была бы неперспективной.

Самым прямым путем решения обсуждаемого вопроса является систематическое изучение штаммов отдельно взятых видов микроорганизмов как в отношении частоты встречаемости продуцентов рестриктаз, так и спектра субстратных спе-цифичностей обнаруженных ферментов. Рассмотрение данных, представленных в табл. 4, убеждает, что систематическое исследование даже первого вопроса является малохарактерным для опытов по поиску продуцентов рестриктаз. Представляется, что именно такие исследования призваны пролить свет на качественные закономерности распространения рестриктаз (в том числе и на вопрос о таксоноспецифичности рестриктаз), имеющие непосредственное отношение к вопросу о прогнозировании результативности экспериментов по поиску рестриктаз в случае реализации обсуждаемого подхода.

3. ТАКСОНОСПЕЦИФИЧНОСТЬ РЕСТРИКТАЗ

В научной литературе только в последнее время появились данные о целенаправленном систематическом исследовании большой группы штаммов нескольких видов микроорганизмов в отношении вариабельности их субстратной специфичности [189]. Исследование этого вопроса преследовало цель получить данные для выяснения качественных закономерностей распространения специфических эндонуклеаз. Под качественными закономерностями в данном случае подразумевается вопрос о наличии каких-то связей между спектром вариантов последовательностей нуклеотидов, узнаваемых рестриктазами, и таксономической принадлежностью их продуцентов, т. е. ставился вопрос о таксоноспецифичности рестриктаз.

Имевшиеся к началу рассматриваемых исследований литературные сведения о распространенности рестриктаз [312], как уже отмечалось, мало что давали для обобщений, касающихся качественных ее аспектов. Однако, уже в то время было отмечено наличие ферментов, обладающих идентичной субстратной специфичностью (изошизомеры), у представителей различных, иногда отдаленных таксонов прокариотических микроорганизмов. Обнаружение явления изошизомерии было принято как указание на отсутствие строгой таксоноспецифичности рестриктаз [312]. Под этим термином подразумевается такой вариант таксоноспецифичности, когда рестриктаза определенной субстратной специфичности имеется только в штаммах одного вида.

Отсутствие строгой таксоноспецифичности рестриктаз не исключает других вариантов ее проявления. Например, она могла бы выражаться в ограниченной вариабельности субст-

25

ратной специфичности этих ферментов, содержащихся в штаммах отдельно взятых таксонов. Если вопрос о таксоноспецифич-ности формулировать в таком виде, то изошизомерия не исключает ее существования, так как она будет проявляться, несмотря даже на полное перекрывание спектра специфичностей рестриктаз, характерного для отдельного вида (рода) с частью всех существующих в царстве прокариотических микроорганизмов. Более того, она может проявляться и на фоне строгой таксоноспецифичности некоторых рестриктаз.

Одним из подходов к выявлению обсуждаемых закономерностей является изучение этого вопроса на примере штаммов одного вида, что и имело место в случае исследования большой группы культур, относящихся к трем видам семейства эн-теробактерий Е. coli, С. freundii и К. pneumoniae [189]. Результаты опытов, касающиеся Е. coli, представленные в цитированной работе приведены в табл. 5.

Таблица 5

Распространение рестриктаз и вариабильность их специфичности в Е. coli

1. Число проверенных штаммов 864

2. Число обнаруженных рестриктаз 219

3. Число рестриктаз, охарактеризованных в отноше- 123

4. нии субстратной специфичности Число рестриктаз, различающихся по субстратной 28

специфичности При планировании рассматриваемых экспериментов предполагалось, что если таксоноспецифичность рестриктаз существует, то с определенного момента должна «истощиться» вариабельность участков, узнаваемых этими ферментами, обнаруживаемыми в изучаемом виде микроорганизмов. Если же такая закономерность является нехарактерной, то следовал бы вывод об ее отсутствии.

Из данных, представленных в обсуждаемой публикации [189], следует, что с определенного момента наблюдается отклонение от практически линейной зависимости между числом охарактеризованных Eco (Е. coli) рестриктаз и появлением среди них новых по специфичности ферментов. Затем последние появляются все реже и начиная с 70-той охарактеризованной рестриктазы среди оставшихся 50-ти не удалось выявить ни одного нового по специфичности Есо фермента. Эти данные, конечно, не следовало бы интерпретировать таким образом, что новые Есо прототипы не будут обнаружены, но вероятность их выявления, а тем более в значительном количестве, является низкой.

Проведенные на примере штаммов Е. coli эксперименты дали подтверждение предположению о наличии таксоноспецифичности рестриктаз в том виде, как этот вопрос был сформу-

26

лирован — ограничение вариабельности специфичностей рестриктаз в штаммах одного вида. Следовательно можно говорить о том, что в каждом таксоне реализуется только часть возможных для царства прокариотических микроорганизмов специфичностей рестриктаз. Предлагается это явление назвать таксоноспецифичностью ферментов рестрикции [189].

Рестриктазам в клетках сопутствуют ДНК модифицирующие метилазы. Оба фермента узнают идентичные нуклеотид-ные п

страница 8
< К СПИСКУ КНИГ > 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73

Скачать книгу "Ферменты рестрикции и их применение" (1.59Mb)


[каталог]  [статьи]  [доска объявлений]  [обратная связь]

п»ї
Rambler's Top100 Химический каталог

Copyright © 2009
(20.09.2019)