Kľúčový rozdiel medzi serínovou a tyrozínovou rekombinázou je v tom, že v serínovej rekombináze je serín nukleofilnou aminokyselinou, ktorú enzým používa na napadnutie DNA počas miestne špecifickej rekombinácie, zatiaľ čo v tyrozínovej rekombináze je tyrozín nukleofilnou aminokyselinou používanou enzýmom napadnúť DNA počas miestne špecifickej rekombinácie.
Miestne špecifická rekombinácia (konzervatívna miestne špecifická rekombinácia) je typ techniky genetickej rekombinácie, pri ktorej dochádza k výmene reťazca DNA medzi segmentmi, ktoré majú určitý stupeň sekvenčnej homológie. Miestne špecifické rekombinázy regulujú miestne špecifický proces rekombinácie. Tieto enzýmy sú zoskupené do dvoch rodín ako rodina serínovej rekombinázy a rodina tyrozínovej rekombinázy. Názvy pochádzajú z konzervovaného nukleofilného aminokyselinového zvyšku prítomného vo vyššie uvedených dvoch triedach rekombináz, ktorý sa používa na napadnutie DNA a ktorý sa s ňou kovalentne naviaže počas výmeny reťazcov pri miestne špecifickej rekombinácii.
Čo je serínová rekombináza?
V metóde miestne špecifickej rekombinácie sa dve krátke sekvencie DNA („cieľové miesta“) narežú v špecifických bodoch oboch reťazcov a odstrihnuté konce sa znovu spoja s novými partnermi. Technológie miestne špecifickej rekombinácie sú genómové nástroje v genetickom inžinierstve, ktoré závisia od rekombinázových enzýmov, ktoré nahradia cieľovú časť DNA. Zistilo sa, že mnohé miestne špecifické rekombinačné systémy vykonávajú tieto preskupenia DNA na rôzne účely. Ale všetky tieto rekombinázové enzýmy patria do dvoch rodín. Serínová rekombináza je jednou z nich. Môžu sprostredkovať až tri typy prestavieb DNA: integráciu, excíziu a inverziu.
Obrázok 01: Serínová rekombináza
Miestne špecifické rekombinázy, ako je serínová rekombináza, vykonávajú preskupenie DNA rozpoznaním a naviazaním na krátku sekvenciu DNA (cieľové miesto), v ktorej štiepia kostru DNA. Neskôr dôjde k výmene dvoch závitníc DNA a k opätovnému spojeniu reťazcov DNA. V serínovej rekombináze je serín aminokyselinou, ktorú enzým používa na napadnutie DNA počas miestne špecifickej rekombinácie. Počas štiepenia DNA sa prostredníctvom transesterifikačnej reakcie vytvorí väzba proteín-DNA. Fosfodiesterová väzba je nahradená fosfoserínovou väzbou medzi 5'fosfátovou skupinou v mieste štiepenia a hydroxylovou skupinou konzervovaného serínového zvyšku. Nová väzba uchováva energiu, ktorá sa vynakladá na štiepenie DNA v cieľovom mieste. Táto energia sa neskôr použije na opätovné pripojenie DNA k zodpovedajúcej deoxyribózovej hydroxylovej skupine na druhom mieste. Príkladmi serínových rekombináz sú serínové resolvázy/invertázy a serínové integrázy.
Čo je tyrozínová rekombináza?
Tyrozín rekombináza je ďalšia trieda enzýmov, ktorá reguluje konzervatívnu miestne špecifickú rekombináciu. Ako bolo opísané vyššie, tyrozínová rekombináza tiež vykonáva preskupenie DNA rovnakým spôsobom rozpoznávaním a väzbou na krátku sekvenciu DNA (cieľové miesto), v ktorej štiepi kostru DNA. Neskôr dôjde k výmene dvoch DNA helixov a opätovnému spojeniu reťazcov DNA.
Obrázok 02: Tyrozínová rekombináza
Ale v tyrozínovej rekombináze je tyrozín aminokyselinou, ktorú enzým používa na napadnutie DNA počas miestne špecifickej rekombinácie. Spoločným znakom tejto triedy je konzervovaný nukleofilný tyrozínový zvyšok atakujúci štiepiteľný DNA-fosfát za vzniku 3'-fosfotyrozínovej väzby. Tyrozínové rekombinázy (A1) a tyrozínové integrázy (A2) sú prominentné skupiny enzýmov v rodine enzýmov tyrozínovej rekombinázy.
Aké sú podobnosti medzi serínovou a tyrozínovou rekombinázou?
- Ide o triedu rekombinázových enzýmov.
- Obe regulujú rekombináciu špecifickú pre lokalitu.
- Sú to bielkoviny.
- Základná chemická reakcia je pre obe rovnaká.
- Obe katalyzujú transesterifikačné reakcie.
Aký je rozdiel medzi serínovou a tyrozínovou rekombinázou?
V serínovej rekombináze je serín nukleofilná aminokyselina, ktorú enzým používa na napadnutie DNA počas miestne špecifickej rekombinácie. Na druhej strane v tyrozínovej rekombináze je tyrozín nukleofilná aminokyselina, ktorú enzým používa na napadnutie DNA počas miestne špecifickej rekombinácie. Toto je kľúčový rozdiel medzi serínovou a tyrozínovou rekombinázou. Spoločným znakom serínovej rekombinázy je, že vytvára fosfoserínovú väzbu s DNA, zatiaľ čo tyrozínová rekombináza vytvára fosfotyrozínovú väzbu s DNA počas procesu miestne špecifickej rekombinácie.
Nižšie uvedená infografika uvádza rozdiely medzi serínovou a tyrozínovou rekombinázou v tabuľkovej forme.
-
Rozdiel medzi serínovou a tyrozínovou rekombinázou v tabuľkovej forme
Zhrnutie – Serín verzus tyrozínová rekombináza
Rekombinácia môže nastať medzi podobnými molekulami DNA ako pri homológnej rekombinácii alebo odlišnými molekulami ako pri nehomologickej rekombinácii. Miestne špecifická rekombinácia je typ genetickej rekombinácie, pri ktorej dochádza k výmene reťazca DNA medzi segmentmi, ktoré majú aspoň určitý stupeň sekvenčnej homológie. Je katalyzovaný rekombinázami. Väčšina rekombináz je zoskupená do dvoch rodín: serínová rekombináza a tyrozínová rekombináza. Serínová rekombináza využíva serín ako nukleofilnú aminokyselinu na napadnutie DNA počas procesu miestne špecifickej rekombinácie. Tyrozínová rekombináza využíva tyrozín ako nukleofilnú aminokyselinu na napadnutie DNA počas procesu miestne špecifickej rekombinácie. Preto je toto kľúčový rozdiel medzi serínovou a tyrozínovou rekombinázou.
