(Weitergeleitet von Sequenzspezifische Rekombination)
Synonyme: Sequenzspezifische Recombination, Konservative sequenzspezifische Recombination Englisch: Site-specific recombination, conservative site-specific recombination (CSSR)
Die ortspezifische Rekombination ist ein DNA-Umlagerungsprozess, welcher durch Rekombinasen katalysiert wird. Im Unterschied zur transpositionellen und homologen Rekombination findet sie nur zwischen zwei spezifischen, durch Erkennungssequenzen markierten DNA-Abschnitten statt.
Der Rekombinationsprozess wird auch als "konservativ" bezeichnet, da es zu keinen Sequenzverdoppelungen oder Verlusten kommt.[1]
Die beteiligten Rekombinasen können drei mögliche Reaktionen durchführen, welche von der Orientierung der Rekombinationsstellen abhängig sind.
Die Rekombinasen lassen sich in zwei große, nicht verwandte Gruppen einteilen. Je nach Aminosäurerest im katalytischen Zentrum handelt es sich um Serin- oder Tyrosinrekombinasen. Beide Gruppen bilden in analoger Weise ein DNA/Rekombinasen-Zwischenprodukt, jedoch führen Serinrekombinasen zu Doppelstrangbrüchen, indem alle vier DNA-Stränge gleichzeitig gespalten und wieder zusammengefügt werden. Bei Tyrosinrekombinasen werden je nur zwei Stränge gleichzeitig gespalten und nacheinander zusammengefügt. Für einige Rekombinationssysteme ist ausschließlich die Rekombinase für die Reaktion erforderlich. Meist sind jedoch weitere Hilfsproteine beteiligt.[2]
Die Eigenschaften sequenzspezifischer Rekombinasen können in der Zellkultur und in Modellorganismen eingesetzt werden. Ein bekanntes Beispiel stellt das Cre/loxP-System dar, das aus dem P1-Bakteriophagen abgeleitet wurde. Werden dessen Erkennungsstellen (loxP-sites) vor und hinter einem Gen platziert, so wird die Sequenz dazwischen nach Aktivierung der Cre-Rekombinase entfernt. Die Aktivierung der Cre-Rekombinase lässt sich durch Kombination mit entsprechenden Promotern regulieren. Steht das auszuschaltende Gen beispielsweise unter Kontrolle des CD4-Promotors, so findet ein Knockout fast auschließlich in T-Zellen statt.[3]
Das folgende Beispiel zeigt den Deletions-Rekombinationsmechanismus der Cre-Rekombinase: Die Rekombinasen binden an die Erkennungssequenzen (hier die loxP-sites)
Ein Tyrosinrest des katalytischen Zentrums greift die Phosphatgruppe des DNA-Rückgrats an. Es bildet sich ein kovalent gebundenes DNA/Rekombinasen Zwischenprodukt.
Durch eine Rotation der Rekombinasen-Untereinheiten werden die neuzuverknüpfenden Stränge räumlich koordiniert.
Es erfolgt nun die Neuverknüpfung der Stränge des DNA-Einzelstrang auf den DNA/Rekombinasen-Komplex. Im Fall der Cre-Rekombinase erfolgt dies in zwei Schritten.
Der Abschnitt zwischen den loxP-sites liegt nun als zirkularisiertes Molekül vor.
Tags: Biotechnologie, CSSR, Plasmide, Proteine, Rekombinase, Rekombination
Fachgebiete: Biochemie, Labormedizin
Diese Seite wurde zuletzt am 8. November 2017 um 18:27 Uhr bearbeitet.
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