Klíčový rozdíl mezi serinovou a tyrosinovou rekombinázou je v tom, že v serinové rekombináze je serin nukleofilní aminokyselinou používanou enzymem k napadení DNA během místně specifické rekombinace, zatímco v tyrosinové rekombináze je tyrosin použitou nukleofilní aminokyselinou enzymem k útoku na DNA během místně specifické rekombinace.
Místně specifická rekombinace (konzervativní místně specifická rekombinace) je typ techniky genetické rekombinace, kde dochází k výměně řetězce DNA mezi segmenty s určitým stupněm sekvenční homologie. Místně specifické rekombinázy regulují proces místně specifické rekombinace. Tyto enzymy jsou seskupeny do dvou rodin jako rodina serinových rekombináz a rodina tyrosinových rekombináz. Názvy pocházejí z konzervovaného nukleofilního aminokyselinového zbytku přítomného ve dvou výše uvedených třídách rekombináz, který se používá k napadení DNA a který se k ní kovalentně váže během výměny řetězce v místně specifické rekombinaci.
Co je serinová rekombináza?
V metodě místně specifické rekombinace jsou dvě krátké sekvence DNA („cílová místa“) přestřiženy ve specifických bodech obou řetězců a přestřižené konce jsou znovu spojeny s novými partnery. Technologie místně specifické rekombinace jsou genomové nástroje v genetickém inženýrství, které závisí na rekombinázových enzymech, které nahrazují cílovou část DNA. Bylo zjištěno, že mnoho místně specifických rekombinačních systémů provádí tato přeuspořádání DNA pro různé účely. Ale všechny tyto rekombinázové enzymy patří do dvou rodin. Serinová rekombináza je jednou z nich. Mohou zprostředkovat až tři typy přestaveb DNA: integraci, excizi a inverzi.
Obrázek 01: Serinová rekombináza
Místně specifické rekombinázy, jako je serinová rekombináza, provádějí přeuspořádání DNA rozpoznáním a vazbou na krátkou sekvenci DNA (cílové místo), ve které štěpí páteř DNA. Později dochází k výměně dvou šroubovic DNA a dochází k opětovnému spojení řetězců DNA. V serinové rekombináze je serin aminokyselinou, kterou enzym používá k napadení DNA během místně specifické rekombinace. Během štěpení DNA se transesterifikační reakcí vytvoří vazba protein-DNA. Fosfodiesterová vazba je nahrazena fosfoserinovou vazbou mezi 5'fosfátovou skupinou v místě štěpení a hydroxylovou skupinou konzervovaného serinového zbytku. Nová vazba uchovává energii, která se vynakládá na štěpení DNA v cílovém místě. Tato energie je později použita pro opětovné připojení DNA k odpovídající deoxyribózové hydroxylové skupině na druhém místě. Příklady serinových rekombináz jsou serinové resolvázy/invertázy a serinové integrázy.
Co je tyrosinová rekombináza?
Tyrosin rekombináza je další třída enzymů, která reguluje konzervativní místně specifickou rekombinaci. Jak bylo popsáno dříve, tyrosin rekombináza také provádí přeuspořádání DNA stejným způsobem rozpoznáváním a vazbou na krátkou sekvenci DNA (cílové místo), ve které štěpí kostru DNA. Později dojde k výměně dvou šroubovic DNA a opětovnému spojení řetězců DNA.
Obrázek 02: Tyrosinová rekombináza
Ale v tyrosinové rekombináze je tyrosin aminokyselinou, kterou enzym používá k napadení DNA během místně specifické rekombinace. Společným znakem této třídy je konzervovaný nukleofilní tyrosinový zbytek atakující štěpný DNA-fosfát za vzniku 3'-fosfotyrosinové vazby. Tyrosinové rekombinázy (A1) a tyrosinové integrázy (A2) jsou prominentní enzymové skupiny v rodině tyrosinových rekombináz.
Jaké jsou podobnosti mezi serinovou a tyrosinovou rekombinázou?
- Jsou třídou rekombinázových enzymů.
- Oba regulují rekombinaci specifickou pro dané místo.
- Jsou to bílkoviny.
- Základní chemická reakce je u obou stejná.
- Oba katalyzují transesterifikační reakce.
Jaký je rozdíl mezi serinovou a tyrosinovou rekombinázou?
V serinové rekombináze je serin nukleofilní aminokyselinou, kterou enzym používá k napadení DNA během místně specifické rekombinace. Na druhé straně v tyrosinové rekombináze je tyrosin nukleofilní aminokyselinou, kterou enzym používá k napadení DNA během místně specifické rekombinace. Toto je klíčový rozdíl mezi serinovou a tyrosinovou rekombinázou. Společným rysem serinové rekombinázy je, že tvoří fosfoserinovou vazbu s DNA, zatímco tyrosinová rekombináza vytváří fosfotyrosinovou vazbu s DNA během procesu místně specifické rekombinace.
Níže uvedená infografika uvádí rozdíly mezi serinovou a tyrosinovou rekombinázou v tabulkové formě.
-
Rozdíl mezi serinovou a tyrosinovou rekombinázou v tabulkové formě
Shrnutí – Serin vs tyrosinová rekombináza
Rekombinace může nastat mezi podobnými molekulami DNA jako při homologní rekombinaci nebo odlišnými molekulami jako při nehomologické rekombinaci. Místně specifická rekombinace je typem genetické rekombinace, ve které dochází k výměně řetězce DNA mezi segmenty, které mají alespoň určitý stupeň sekvenční homologie. Je katalyzován rekombinázami. Většina rekombináz je seskupena do dvou rodin: serinová rekombináza a tyrosinová rekombináza. Serinová rekombináza používá serin jako nukleofilní aminokyselinu k napadení DNA během procesu místně specifické rekombinace. Tyrosinová rekombináza využívá tyrosin jako nukleofilní aminokyselinu k napadení DNA během procesu místně specifické rekombinace. Toto je klíčový rozdíl mezi serinovou a tyrosinovou rekombinázou.
