Inducible SOS Response System of DNA Repair and Mutagenesis in Escherichia coli

PDF

Int J Biol Sci 2008; 4(6):338-344. doi:10.7150/ijbs.4.338

Recenze

Celina Janion

Ústav biochemie a biofyziky, Polská akademie věd, Pawinskiego 5a, 02-106 Warszawa, Polsko

Chromozomální DNA je vystavena neustálému poškozování a opravám. Buňky obsahují řadu proteinů a specifických opravných systémů DNA, které pomáhají udržovat její správnou strukturu. Reakce SOS byla prvním systémem opravy DNA popsaným u Escherichia coli vyvolaným po ošetření bakterií látkami poškozujícími DNA zastavením replikace DNA a buněčného dělení. Indukce SOS odpovědi zahrnuje více než čtyřicet nezávislých SOS genů, z nichž většina kóduje proteiny zapojené do ochrany, opravy, replikace, mutageneze a metabolismu DNA. Za normálních růstových podmínek jsou SOS geny exprimovány na základní úrovni, která se výrazně zvyšuje při indukci SOS odpovědi. SOS odpověď byla zjištěna u mnoha bakteriálních druhů (např. Salmonella typhimurium, Caulobacter crescentus, Mycobacterium tuberculosis), ale ne u eukaryotických buněk. Druhy ze všech říší však obsahují některé proteiny podobné SOS účastnící se oprav DNA, které vykazují aminokyselinovou homologii a enzymatické aktivity příbuzné těm, které se nacházejí u E. coli. ale nejsou organizovány v systému SOS. Tento článek přináší stručný aktuální přehled popisující objev systému SOS, fyziologii indukce SOS, metody jeho stanovení a úlohu některých genů indukovaných SOS.

Klíčová slova: SOS reakce, oprava DNA, mutace DNA, oprava náchylná k chybám, mutagenní DNA polymerázy

Historický přehled

Po zjištění, že geny jsou složeny z DNA (Oswald T. Avery, 1940), bylo provedeno mnoho pokusů s cílem prozkoumat chemické vlastnosti DNA, většinou ošetřením bakterií a bakteriofágů různými činidly a chemickými látkami, jako je UV záření, mitomycin C (MC) atd. Následně byl získán rostoucí seznam bakteriálních mutantů vykazujících nové a neobvyklé vlastnosti, jejichž vlastnosti byly následně určeny.

Hypotéza SOS reakce byla vytvořena na základě následujících údajů: (i) Pozorování Jeana Weigleho v roce l953, že reaktivace fága λ ozářeného UV zářením se výrazně zvýšila, když byly ozářené fágy naneseny na dříve ozářené hostitelské buňky E. coli. Tento jev byl později označen jako W- nebo Weigleho reaktivace ; ii) indukce fága λ a lýza bakterií (transformace z lyzogenního na lytický vývoj), když byly UV ozářeny bakteriální lyzogeny E. coli , a iii) pozorování vláknitého růstu buněk E. coli B v reakci na UV ozáření, což naznačuje vztah mezi zástavou buněčného dělení, mechanismy indukce fága λ a UV indukovanou mutací. . Tyto údaje vedly Miroslava Radmana k závěru, že v E. coli existuje systém opravy DNA závislý na proteinech LexA a RecA, který je indukován při závažném poškození DNA a zástavě její syntézy a jeho indukce tohoto systému je spojena s indukcí mutací. Radman jej pojmenoval „SOS oprava“ a „SOS replikace“ podle mezinárodního telegrafního (nebo optického) nouzového signálu „SOS“ v Morseově abecedě (tři tečky, tři pomlčky, tři tečky).

Hypotéza SOS Miroslava Radmana byla původně předložena v nepublikovaném dopise zaslaném řadě vědců v roce l970, který byl následně publikován až v roce l974 . Evelyn Witkinová již dříve vyslovila hypotézu, že tvorba filament a indukce profágů v ozářených buňkách E. coli B by mohly mít příbuzný mechanismus. Původní Radmanův dopis a Witkinův raný článek, považované za základ objevu fenoménu SOS reakce, byly nedávno přetištěny v článku Bryna A. Bridgese . Další práce v tomto směru tuto hypotézu potvrdily a rozvinuly. Později bylo zjištěno, že systémy, které se v některých ohledech podobají SOS odpovědi popsané u E. coli, fungují i v eukaryotických buňkách, ale bakteriální a eukaryotické odpovědi se ve skutečnosti podstatně liší .

Mechanismus indukce SOS: Úloha koproteázy RecA* a represorového proteinu LexA

Jako první byly rozpoznány geny recA a lexA, které se podílejí na indukci SOS. Mutace v těchto genech činí buňky vysoce citlivé na UV záření. Proteiny LexA o velikosti 27 kDa a RecA o velikosti 36 kDa byly již dříve známy jako rekombinační proteiny působící v pohlavním životě a genetické výměně bakterií . V současné době je známo, že protein RecA se také podílí na genetické výměně DNA, na rekombinačních opravách DNA závislých na recF, recO, recR, recN a ruvABC , a spolu s proteinem LexA hraje hlavní roli v regulaci SOS odpovědi. Snižování a zvyšování regulace genů indukovaných SOS je v podstatě souhrou dvou proteinů, represoru LexA a RecA*, kde LexA je transkripční represorový protein a RecA* je koproteáza napomáhající autokatalytickému samočistění LexA .

Agenty schopné vyvolat systém odpovědi SOS jsou např, UV záření, MC, methylmethansulfonát (MMS) a mnoho dalších chemických látek, které narušují DNA, zastavují syntézu DNA a buněčné dělení a vedou k hromadění jednovláknové (ss) DNA. Hladina proteinu RecA v bakteriálních buňkách (stejně jako helikázy UvrD II) je velmi vysoká. Protein RecA má silnou tendenci vytvářet nukleoproteinová vlákna na ssDNA a mnohem slabší s porušenou, dvouvláknovou (ds) DNA . To pravděpodobně chrání DNA před destrukcí a je to nutné pro všechny aspekty činnosti RecA. Sestavování RecA na ssDNA probíhá ve směru 5′-3′ v poměru 1 molekula RecA na 3 báze DNA a vyžaduje dATP nebo ATP, ale žádnou aktivitu ATP-asy. Naproti tomu demontáž vyžaduje hydrolýzu ATP na ADP a probíhá mnohem pomaleji než montáž. RecA sestavený na ssDNA získává koproteázovou aktivitu, RecA*, která usnadňuje sebeodštěpení proteinu LexA, což vede k derepresi genů regulovaných SOS. Protein LexA má slabou autokleavage aktivitu, ale k jeho štěpení a derepresi genů SOS dochází pouze v přítomnosti koproteázy RecA*.

Každý z genů indukovaných poškozením SOS (din) nebo sos má v blízkosti svého promotoru/operačního místa specifický 20 nukleotidů dlouhý „SOS-box“ (také nazývaný, LexA-box), na který se váže represorový protein LexA, který brání vazbě RNA polymerázy a expresi genu . SOS-box má palindromickou strukturu, což naznačuje, že se represor LexA váže jako dimer, jak bylo později potvrzeno . Úloha koproteázy RecA* v buňkách indukovaných SOS tedy spočívá v tom, že: 1. pomáhá při štěpení proteinu LexA (202 aminokyselin) v místě Ala84-Gly85, což způsobuje derepresi genů SOS ; 2. pomáhá při štěpení proteinu LexA (202 aminokyselin) v místě Ala84-Gly85. štěpit represor CI fága λ lambda, čímž se fág mění z lyzogenní na lytickou formu ; 3. zpracovávat UmuD → UmuD‘ štěpením UmuD v místě Cys24-Gly25, což je předpokladem pro sestavení SOS-indukované mutagenní DNA polymerázy V (Pol V) sestávající z UmuD’2C. Rychlost limitujícím krokem syntézy Pol V je zpracování UmuD→ UmuD‘, které probíhá mnohem pomaleji než samorozpad LexA. Úlohou Pol V v mutagenezi je translesionální syntéza (TLS) přes poškození v templátové DNA, která umožňuje replikaci DNA, často na úkor věrnosti vedoucí k mutaci . Všechny tyto proteiny, represor CI fága λ a represor LexA, UmuD, proteiny PolB/DinA (Pol II) a DinB (Pol IV) jsou homologní v rámci svých karboxyterminálních domén a všechny jsou kódovány din (sos) geny regulovanými v rámci SOS odpovědi.

Indukce SOS odpovědi probíhá do 45-60 min po ošetření bakterií látkami vyvolávajícími SOS a poté náhle ustává. Během této doby je většina lézí opravena. Načasování dereprese jednotlivých din genů závisí na síle vazby represoru LexA s SOS-boxem a na snadnosti, s jakou se represor LexA odpoutá od konkrétního SOS-boxu.

3.1. SOS reakce Tvorbou din::lacZ a β-galaktosidázovým testem

Odpověď SOS byla dříve studována testováním zvýšení exprese din genů buď z přirozených genů, nebo pomocí konstruktu reportérového genu, např. fúze předpokládaného din promotoru s promotorem bez lacZ genu kódujícího β-galaktosidázu. Graham Walker a spolupracovníci jako první použili pro tento úkol defektní fág Mu1d(Ap,lacZ) zkonstruovaný Casadabanem a Cohenem , který se snadno náhodně vloží do chromozomu E. coli K12 a vytvoří mutaci. Tento fág nese gen lacZ bez promotoru, takže β-galaktosidáza není exprimována. Když je však fág Mu náhodně integrován pod promotor genu din a vytvoří funkční operon din::Mu-1d(Ap,lacZ), β-galaktosidáza se syntetizuje v reakci na poškození DNA.

Protože hydrolýza substrátu β-galaktosidázy (o-nitrofenyl-β-galaktosid) vytváří žluté kolonie, ty, které nesou fúzi din::Mu-lacZ, se snadno selektují na agarových plotnách; přesnou hladinu β-galaktosidázy exprimované v reakci na poškození DNA lze pak přesně měřit v tekutém médiu (viz obr. 1). podrobnosti). Tímto způsobem bylo zjištěno více než deset nových din-genů a většina z nich byla následně identifikována.

V poslední době byla vypracována nová metoda měření exprese genů SOS a promotorové aktivity genů SOS (např, recA, lexA, umuDC) pomocí plazmidu nesoucího promotor SOS, který má být zkoumán, spojeného s reportérovým genem gfp kódujícím zelený fluorescenční protein (GFP) . To umožňuje měřit promotorovou aktivitu genů SOS v jedné bakteriální buňce, jakož i lokalizaci a trvání indukce SOS. Ukazuje se, že indukce genů SOS neprobíhá jednorázově, ale v několika opakovatelných krocích, jejichž modulace závisí na dávce indukující SOS, úrovni poškození DNA a akumulaci proteinu UmuD‘. Tato metoda otevírá nový způsob měření dynamiky SOS odpovědi.

3.2. Vyhledáváním políček SOS: Stanovení heterologického indexu (HI)

Pokrok v sekvenování DNA a znalost charakteristických prvků sekvencí genů SOS umožnily přímé počítačové vyhledávání genů indukovatelných SOS. Když bylo sekvenováno 33 % chromozomální DNA E. coli, Lewis et al. lokalizovali pomocí sekvenční analýzy a kvantitativních experimentů s vazbou na DNA šest nových potenciálně LexA regulovaných genů a pojmenovali je sosA-F . U dvou z nich, sosC a sosD, autoři experimentálně potvrdili, že silně vážou purifikovaný represor LexA.

Následně porovnáním sekvencí SOS-boxů z 19 tehdy známých din genů (včetně sosA-sosF) zjistili, že konsenzuální sekvence SOS-boxu je dokonalý palindrom, TACTG(TA)5CAGTA ; a na základě teorie Berga a von Hippela matematicky vypočítali pro každý z SOS-boxů heterologický index (HI). Tento index udává odchylku SOS-boxu od konsensu, a pokud je jeho hodnota nízká, je gen těsně potlačen, a pokud je jeho hodnota vysoká, je snadněji potlačen. Při HI vyšším než 15 se represor LexA na SOS-box neváže . Hodnota HI je tedy měřítkem relativní síly vazby represoru LexA na daný SOS-box a je zodpovědná za rozdíly v derepresním potenciálu.

Po určení sekvence DNA celého chromozomu E. coli K12 lokalizovali Fernandez de Henestrosa a spol. hledáním potenciálních SOS-boxů spojených s otevřenými čtecími rámci 69 potenciálních SOS-boxů s hodnotou HI ≤ 15, včetně všech dříve známých a sedmi nových. Nové geny byly následně analyzovány z hlediska jejich schopnosti exprese po ošetření MC, délky exprimované mRNA a hodnot HI (obr. 2). Analýzy byly provedeny na třech izogenních kmenech E. coli lišících se alelou lexA: lexA+(divoký typ) SOS-inducibilní, SOS-inducibilní lexA3(Ind-) a konstitutivně exprimovaná alela lexA51(Def). Potenciální funkce nových a starých genů byly dále charakterizovány a diskutovány. Výsledky potvrdily, že každý z nových genů obsahujících SOS box je skutečně genem závislým na lexA a jeho exprese byla indukována MC pouze u kmene lexA+; jinak buď nebyly exprimovány (lexA3), nebo byly plně exprimovány (lexA51), a to bez ohledu na to, zda byly bakterie ošetřeny MC nebo ne (podrobnosti viz obr. 2).

Z nukleotidové sekvence genu ydjQ (alternativní názvy b1741 sosD) bylo odvozeno, že kóduje 295 aminokyselin dlouhý protein, který sdílí významnou homologii s N -koncovou polovinou proteinu UvrC . Bylo známo, že UvrABC-excinukleáza (skládající se z proteinů UvrA, UvrB a UvrC) se podílí na opravě nukleotidů (NER), která odstraňuje objemné adukty nebo léze ovlivňující strukturu (např. pyrimidinové dimery, pyrimidinové (6-4) fotoprodukty a abasická místa) z modifikované DNA . Bylo také známo, že N-část UvrC nařezává ssDNA nejprve na 3′ straně léze a poté C-část UvrC nařezává DNA na 5′ straně léze. Nedávno Moolenaar a spol. přejmenovali protein YdjQ na Cho (podle homologu UvrC) a zkoumali jeho enzymatickou aktivitu . Potvrdili, že protein Cho nařezává preincizní komplexy UvrB-DNA pouze na 3′- straně léze; některé léze v DNA, které byly proteinem UvrC nařezávány velmi špatně, však protein Cho nařezával velmi účinně. Protein Cho tedy výrazně zvyšuje rozsah substrátů při opravě DNA systémem NER. Geny uvrA, uvrB a ydjQ (ale ne uvrC) jsou geny indukované SOS.

3.3. Lokalizace din genů pomocí technik microarray

Technika microarray umožňuje sledovat velké množství genů v jednom experimentu. Courcelle a kol. použili mikročipy obsahující amplifikované fragmenty chromozomální DNA E. coli s otevřenými čtecími rámci 4101 genů (95,5 % z celkového počtu) k měření exprese všech genů u UV ozářených a neozářených SOS indukovatelných (lexA+) a neindukovatelných kmenů lexA1(Ind-). U kmene lexA+ ozářeného UV zářením autoři identifikovali 17 nových SOS-indukovaných genů závislých na lexA, navíc k 26 již dříve známým; celkový počet SOS-indukovaných genů v E. coli je tedy pravděpodobně 43. Ve stejné publikaci autoři zjistili, že gen ssb kódující protein vážící ssDNA není SOS-indukovatelný, jak se dříve předpokládalo. Pozorovali také řadu genů, jejichž exprese se v buňkách ozářených UV zářením zvýšila (obvykle ne více než dvojnásobně), ale které nebyly regulovány proteinem LexA. Zaznamenali, že proteinové transkripty mnoha genů neregulovaných LexA byly po ozáření UV zářením sníženy, a dospěli k závěru, že tyto transkripty byly pravděpodobně UV zářením buď poškozeny, nebo degradovány. Identifikovali také třicet genů s potenciálními strukturami podobnými SOS boxům, které však nebyly regulovány LexA.

Mechanismus a specifičnost vazby represoru LexA na SOS boxy

Předpokládá se, že byly identifikovány sekvence všech potenciálních SOS boxů v chromozomu E. coli. Některé příklady SOS boxů, které vážou (A) nebo nevážou (B a C) represor LexA, spolu s hodnotami HI a počtem neshod (NM) jsou uvedeny v tabulce 1. NM označuje počet pozic v SOS boxech odchylujících se od dokonalého palindromu. Počet i struktura neshod mohou být klíčové pro specifičnost vazby proteinu LexA na každý jednotlivý SOS box. Zdá se, že tato hypotéza je dobrým vysvětlením specifičnosti a různé síly vazby proteinu LexA na sekvence SOS boxů. Je však třeba ji potvrdit.

Je vidět, že obecně, když mají SOS-boxy nízké hodnoty HI, mezi 2,7 a 12, mohou vázat represor LexA (tabulka 1A); a když je HI vyšší než 16,4 (tabulka 1B), zřejmě nejsou schopny vázat represor LexA. V některých případech (uvedených v části C), jako jsou geny yigN (alternativní název sosB) a dinJ (sosA), však SOS boxy nedokážou vázat represor LexA navzdory svým středním hodnotám HI (9,27, resp. 7,06) .

Characteristics of Some SOS-Induced Genes

Geny SOS-odpovědi se nacházejí roztroušené po celém chromozomu E. coli jako jednotlivé geny umístěné v jednotlivých operonech. Šest z nich, umuDC (zdroj Pol V), ruvAB (katalyzující migraci větví v Hollidayových strukturách) a ysdAB (neznámé funkce), je kódováno dvojicemi genů tvořících operon. Obecně je v jednom operonu přítomen pouze jeden SOS-box. Výjimkou jsou geny lexA a ydjM (b1728), které obsahují po dvou SOS-boxech (oddělených jednou, resp. dvěma bázemi), a recN obsahující tři SOS-boxy. Sekvence SOS-boxů v jednom genu se liší . V případě genu ydjM se na každý SOS-box kooperativně vážou dva dimerní represory LexA a podle odhadu jsou oba funkční . Sekvence SOS-boxů v jednom genu se liší o 2 až 4 báze . Jak a proč dodatečné SOS-boxy v genech vznikají a jak ovlivňují expresní potenciál genů, jsou otázky, na které je třeba ještě odpovědět.

Čas potřebný pro derepresi genů indukovaných SOS

Časová škála pro derepresi genů a syntézu proteinů indukovaných SOS se u jednotlivých genů liší. Mezi nejrychleji derepresované geny (<1 min po indukci SOS) patří: lexA kódující represorový protein LexA (rychle degradovaný v buňkách indukovaných SOS), uvrAB, cho a uvrD zapojené do oprav NER, ruvAB účastnící se rekombinačních oprav DNA, polB a dinB kódující Pol II, respektive Pol IV , a dinI, jehož produkt inhibuje zpracování UmuD na UmuD‘ . Protein UmuD‘ je nezbytný pro syntézu mutagenního Pol V (UmuD’2C) . Proto protein DinI zpomaluje syntézu Pol V. Exprese genů recA a recN, které kódují proteiny rekombinace a rekombinační opravy, probíhá 5 min po indukci SOS, zatímco exprese sulA (starý název, sfiA) a umuDC nastává v nejpozdější fázi indukce SOS . Protein sulA je inhibitor buněčného dělení, který způsobuje vláknitý růst buněk a prodlužuje dobu, během níž může být buněčná DNA opravena.

Počty kopií genů din kódujících proteiny

RecA a uvrD patří k nejhojněji syntetizovaným proteinům. Jejich počet na konstitutivní úrovni je přibližně 10 000, respektive 8 000 kopií na buňku a po indukci SOS se zvyšuje desetinásobně . Protein RecA se váže na ssDNA a pravděpodobně ji chrání před nekontrolovanou destrukcí. UvrD, DNA helikáza II, se podílí na opravě neshod (MMR) závislé na dam-instruované mutHLS , a účastní se opravy závislé na UvrABC a Cho (NER) tím, že vytěsňuje ssDNA obsahující poškození z opravovaného vlákna DNA . Počty molekul proteinů syntetizovaných v neindukovaných vs. SOS indukovaných buňkách jsou následující: 20:250 pro UvrA; 250:1000 pro UvrB; 40:300 pro DNA Pol II a 250:2500 pro DNA Pol IV (11, 34). Protein UmuD je exprimován, a to 180 molekul na neindukovanou a 2400 molekul na buňku s chybějícím funkčním represorem LexA; v buňce indukované SOS je 200 molekul UmuC a v neindukované buňce není žádný Pol V (< 15 molekul) .

Mutagenní SOS-indukované DNA polymerázy

V E. coli existují kromě konstitutivně syntetizované DNA replikující Pol III tři potenciálně mutagenní DNA polymerázy, jejichž syntéza je zvýšená (Pol II a Pol IV) nebo probíhá pouze v SOS-indukovaných buňkách (Pol V). Mezi nimi je Pol II jedinou DNA polymerázou, která má 3′-5′ exonukleázovou korekturní aktivitu a je nejméně náchylná k chybám; její úloha zahrnuje také obnovu degradované DNA na replikačních vidlicích . Pol II i Pol IV se objevují v raných fázích indukce SOS a Pol V v její konečné fázi . Pol V je enzym nejvíce náchylný k chybám a je nejdůležitější pro mutagenitu buněk indukovaných SOS.

U E. coli defektní v umuD(C) nejsou po ozáření UV zářením indukovány téměř žádné mutace a mutace indukované ošetřením MMS jsou značně redukovány . Hlavními mutagenními lézemi vznikajícími v DNA po ozáření UV zářením jsou cyklobutanové dimery TT-cis-syn a fotoprodukty CT nebo TT (6-4) , zatímco po ošetření MMS převažují 3-methyladenin (3meA), apurinová místa a 1meA a 3meC (v buňkách s mutací alkB). Jak UV záření, tak MMS, stejně jako mnoho jiných mutagenů, jsou induktory SOS, a proto, i když se poškozující léze liší, signál vyvolávající SOS musí být společný; obecně se uznává, že signály vyvolávající SOS jsou RecA/ssDNA vlákna, která se tvoří na hromadící se ssDNA v buňkách, když je syntéza DNA zastavena. Některé z premutagenních lézí vyžadují mutagenní DNA polymerázy, aby vedly k mutacím, zatímco jiné ne. Nicméně to, která SOS indukovaná, mutagenní DNA polymeráza je nutná, závisí na typu léze .

Závěr

Hypotéza SOS odpovědi byla překvapivá, plodná a inspirativní. Získali jsme mnoho informací týkajících se metabolismu DNA, exprese genů vyvolaných SOS a jejich funkcí. Přesto stále přicházejí nové myšlenky.

Poděkování

Jsem velmi vděčný profesoru Grahamu C. Walkerovi, Rogeru Woodgateovi a nakladatelství Blackwell Science za povolení k přetisku.

Konflikt zájmů

Autor prohlásil, že není ve střetu zájmů.

1. Děkuji všem, kteří se podíleli na přípravě a realizaci projektu. Weigle JJ. Indukce mutace v bakteriálním viru. Proc Natl Acad Sci U S A. 1953;39(7):628-636

2. Radman M. Fenomenologie indukovatelné mutagenní cesty opravy DNA v Escherichia coli: hypotéza opravy SOS. In: Zprávy ze seminářů k této problematice: (ed.) Sherman S, Miller M, Lawrence C, Tabor WH. Molekulární a environmentální aspekty mutageneze. Springfield IL: Charles C Thomas publisher. 1974:128-142

3. Borek E, Ryan A. The transfer of irradiation-elicited induction in a lysogenic organism. Proc Natl Acad Sci U S A. 1958;44(5):374-347

4. Hertman I, Luria SE. Transdukční studie úlohy genu rec+ v ultrafialové indukci profága lambda. J Mol Biol. 1967;23(2):117-133

5. Vědecké studie, které se zabývají problematikou bakterií prolabamidů. Defais M, Fauquet P, Radman M, Errera M. Ultraviolet reactivation and ultraviolet mutagenesis of lambda in different genetic systems. Virology. 1971;43(2):495-503

6. Craig R. Funkce nukleosidtrifosfátu a polynukleotidu v Escherichia coli recA proteinem řízeném štěpení fágového lambda represoru. J Biol Chem. 1981;256(15):8039-8044

7. Witkin EM. Mutace vyvolané ultrafialovým zářením a oprava DNA. Annu Rev Microbiol. 1969;23:487-514

8. Bridges BA. Error-prone DNA repair and translesion DNA synthesis II: The inducible SOS hypothesis [K chybám náchylná oprava DNA a translesionální syntéza DNA II: Hypotéza indukovatelného SOS]. Opravy DNA (Amst). 2005;4(6):725-739

9. Eller MS, Asarch A, Gilchrest BA. Fotoprotekce v lidské kůži – mnohostranná SOS odpověď. Phtochem & Photobiol. 2008;84:339-349

10. Clark AJ, Margulies AD. Isolation and characterization of recombination-deficient mutants of Escherichia coli K12. Proc Natl Acad Sci U S A. 1965;53:451-459

11. Srov. Kuzminov A. Recombinational repair of DNA damage in Escherichia coli and bacteriophage lambda [Rekombinační opravy poškození DNA u Escherichia coli a bakteriofága lambda]. Microbiol Mol Biol Rev. 1999;63(4):751-813

12. Mikrobiol Mol Biol Rev. 1999. Horii T, Ogawa T, Nakatani T, Hase T, Matsubara H, Ogawa H. Regulation of SOS functions: purification of E. coli LexA protein and determination of its specific site cleaved by the RecA protein. Cell. 1981;27(3 Pt 2):515-522

13. Little JW, Mount DW. Regulační systém SOS bakterie Escherichia coli. Cell. 1982;29(1):11-22

14. Walker GC. Mutageneze a indukovatelné reakce na poškození deoxyribonukleové kyseliny u Escherichia coli. Microbiol Rev. 1984;48(1):60-93

15. Microbiol Rev. 1984;48(1):60-93

. Arenson TA, Tsodikov OV, Cox MM. Quantitative analysis of the kinetics of end-dependent disassembly of RecA filaments from ssDNA. J Mol Biol. 1999;288(3):391-401

16. Jaké jsou výsledky výzkumu? Schlacher K, Pham P, Cox MM, Goodman MF. Role DNA polymerázy V a proteinu RecA v mutaci vyvolané poškozením SOS. Chem Rev. 2006;106(2):406-419

17. Chem Rev. 2006;106(2):406-419

. Lewis LK, Harlow GR, Gregg-Jolly LA, Mount DW. Identifikace vazebných míst s vysokou afinitou pro LexA, která definují nové geny indukovatelné poškozením DNA v Escherichia coli. J Mol Biol. 1994;241(4):507-523

18. Thliveris AT, Little JW, Mount DW. Represe genu recA E. coli vyžaduje nejméně dva monomery proteinu LexA. Biochimie. 1991;73(4):449-456

19. Burckhardt SE, Woodgate R, Scheuermann RH, Echols H. UmuD mutagenesis protein of Escherichia coli: overproduction, purification, and cleavage by RecA. Proc Natl Acad Sci U S A. 1988;85(6):1811-1815

20. Shinagawa H, Iwasaki H, Kato T, Nakata A. RecA protein-dependent cleavage of UmuD protein and SOS mutagenesis. Proc Natl Acad Sci USA. 1988;85(6):1806-1810

21. Tang M, Shen X, Frank EG, O’Donnell M, Woodgate R, Goodman MF. UmuD'(2)C is an error-prone DNA polymerase, Escherichia coli pol V. Proc Natl Acad Sci U S A. 1999;96(16):8919-8924

22. UmuD'(2)C je k chybám náchylná DNA polymeráza Escherichia coli pol V. Kenyon CJ, Walker GC. DNA poškozující látky stimulují expresi genů ve specifických lokusech v Escherichia coli. Proc Natl Acad Sci U S A. 1980;77(5):2819-2823

23. Casadaban MJ, Cohen SN. Laktosové geny fúzované s exogenními promotory v jednom kroku pomocí bakteriofága Mu-lac: in vivo sonda pro transkripční kontrolní sekvence. Proc Natl Acad Sci U S A. 1979;76(9):4530-4533

24. Srov. Bonner CA, Hays S, McEntee K, Goodman MF. DNA Polymerase II is encoded by the DNA damage-inducible dinA gene of Escherichia coli. Proc Natl Acad Sci USA. 1990;87:7663-7667

25. Wagner J, Gruz P, Kim SR, Yamada M, Matsui K, Fuchs RPP, Nohmi T. The dinB gene encodes a novel E. coli DNA polymerase, DNA pol IV, involved in mutagenesis. Mol Cell. 1999;4(2):281-286

26. Friedman N, Vardi S, Ronen S, Alin M, Stavans J. Precise temporal modulation in the response of the SOS DNA repair network in individual bacteria. PLoS Biol. 2005;3(7):e238

27. Srov. Krishna S, Maslov S, Sneppen K. UV-induced mutagenesis in Escherichia coli SOS response: a quantitative model. PLoS Comput Biol. 2007;3(3):e41

28. Zprávy z konference, která se uskutečnila v roce 2007, viz např. Fernandez de Henestrosa AR, Ogi T, Aoyagi S, Chafin D, Hayes JJ, Ohmori H, Woodgate R. Identification of additional genes belonging to the LexA regulon in Escherichia coli. Mol Microbiol. 2000;35(6):1560-1572

29. Selby CP, Sancar A. Mechanismy spojení transkripce a opravy a poklesu frekvence mutací. Microbiol Rev. 1994;58(3):317-29

30. Microbiol Rev. 1994;58(3):317-29

. Moolenaar GF, van Rossum-Fikkert S, van Kesteren M, Goosen N. Cho, a second endonuclease involved in Escherichia coli nucleotide excision repair. Proc Natl Acad Sci U S A. 2002;99(3):1467-1472

31. Courcelle J, Khodursky A, Peter B, Brown PO, Hanawalt PC. Srovnávací profily genové exprese po vystavení UV záření u divokého typu a SOS-deficientní Escherichia coli. Genetics. 2001;158(1):41-64

32. Yasuda T, Morimatsu K, Horii T, Nagata T, Ohmori H. Inhibition of Escherichia coli RecA coprotease by Din I. EMBO J. 1998;17(11):3207-3216

33. Inhibice koproteázy Escherichia coli RecA Din I. EMBO J. 1998;17(11):3207-3216

. Cooper DL, Lahue R.S, Modrich P. Mismatch repair in replication fidelity, genetic recombination, and cancer biology. Annu Rev Biochem. 1996;65:101-133

34. Kim S.-R, Matsui K, Yamada M, Gruz P, Nohmi T. Role chromozomálních din genů kódujících DNA pol IV v cílené a necílené mutagenezi v Escherichia coli. Mol Cell. 1999;4(2):281-286

35. Woodgate R, Ennis DG. Hladiny chromozomálně kódovaných proteinů Umu a požadavky na štěpení UmuD in vivo. Mol Genet. 1991;229(1):10-16

36. Rangarajan S, Woodgate R, Goodman MF. Fenotyp pro záhadnou DNA polymerázu II při restartu replikace v Escherichia coli ozářené UV zářením. Proc Natl Acad Sci USA. 1999;96(16):9224-9229

37. Kato T, Shinoura Y. Isolation and characterization of mutants of Escherichia coli deficient in induction of mutations by ultraviolet light. Mol Gen Genet. 1977;156(2):121-131

38. Sledziewska-Gojska E, Janion C. Alternative pathways of methyl methanesulfonate-induced mutagenesis in Escherichia coli. Mol Gen Genet. 1989;216(1):126-31

39. Nieminuszczy J, Sikora A, Wrzesinski M, Janion C, Grzesiuk E. AlkB dioxygenase in preventing MMS-induced mutagenesis in Escherichia coli: effect of Pol V and AlkA proteins. DNA Repair (Amst). 2006;5(2):181-188

40. Napolitano R, Janel-Bintz R, Wagner J, Fuchs RP. Všechny tři SOS indukované DNA polymerázy (Pol II, Pol IV a Pol V) se podílejí na indukované mutagenezi. EMBO J. 2000;19(22):6259-6265

41. Fuchs RP, Fujii S, Wagner J. Vlastnosti a funkce Escherichia coli: Pol IV a Pol V. Adv Protein Chem. 2004;69:229-264

42. Foster PL. Stresem indukovaná mutageneze u bakterií. Crit Rev Biochem Molec Biol. 2007;42:373-397

43. Srov. Iwasaki H, Nakata A, Walker GC, Shinagawa H. Escherichia coli polB gen, který kóduje DNA polymerázu II, je regulován systémem SOS. J Bacteriol. 1990;172(11):6268-6273

Kontakt na autora

.