Перемещение мобильного элемента Sleeping Beauty

V(D)J рекомбинация

V(D)J рекомбинация опосредуется специальным белковым комплексом, который называется V(D)J-рекомбиназой. В него входят ряд белков, одновременно вовлеченных в репарацию двунитевых разрывов ДНК и два специфических белка Rag1 и Rag2, которые вносят двунитевые разрывы в ДНК и остаются связанными с этими концами вплоть до их воссоединения, которое опосредуется как самими белками Rag, так и другими белками репарационного комплекса. В этом процессе теряется часть последовательностей, а несколько нуклеотидов, напротив, может быть случайно вставлено. Это приводит к тому, что обычно два из трех вновь образованных гена непродуктивны, но это вполне разумная плата за повышенную вариабельность. В-клетки, которые производят антитела прочно связавшиеся с антигеном способны в костном мозге пройти еще один раунд активации Rag-генов и V(D)J рекомбинации, что меняет рецептор на поверхности клетки и приводит к процессу, называемому «редактированием рецепторов».

В и Т лимфоциты распознают антигены благодаря специальной системе рецепторов (иммуноглобулины и рецепторы Т-клеток соответственно), которые имеют распознающие антиген районы, состоящие из variable (V), diversity (D) b joining (J) сегментов генов, образующихся в процессе V(D)J-рекомбинации. Собственно само объединение V,D,J сегментов требует участия белков Rag и факторов, участвующих негомологическом воссоединении концов (NHEJ): DNA-PK, XRCC4, ligIV, Artemis.

Хорошим примером негомологической рекомбинации может служить мобильный элемент Sleeping Beauty (SB), который перемещается по геному с помощью различных факторов, вовлеченных в процессы репарации ДНК, как это показано на рис. 35. Для эффективной транспозиции необходимы факторы NHEJ (системы негомологического воссоединения концов ДНК): Ku, DNA-PK, Xrcc4 и HR (гомологической рекомбинации): Xrcc3/Rad52C. Artemis также необходим для этого процесса, он расщепляет ДНК-шпильки в сайтах эксцизии. Ku физически взаимодействует с транспозазой, а DNA-PK является фактором, критичным для транспозиции. И, в отличие от процессов репарации, не использует свои киназные активности. АТМ вовлечена в репарацию сайта эксцизии и увеличивает уровень транспозиции. Таким образом, одни и те же белки участвуют в различных, но механистически сходных процессах, таких как транспозиция, рекомбинация, репарация и V(D)J рекомбинация.

Рисунок 35. Транспозиция мобильного элемента путем негомологической рекомбинации.