Аннотация:В ходе эволюции прокариоты получили возможность эффективно отличать
собственную ДНК клетки от внедрившейся посторонней. Чтобы ограничить
себя от воздействия таких чужеродных элементов, микроорганизмы
выработали специальные механизмы защиты, важной частью которых стали
системы рестрикции-модификации (РМ). Они представлены обширной группой
ферментов с двумя активностями: эндонуклеазы рестрикции (ЭР) и
метилтрансферазы (МТ). Эндонуклеазы рестрикции способны распознавать и
расщеплять чужеродные последовательности ДНК в определенных локусах.
Собственные клеточные ДНК защищены от уничтожения благодаря
специфичному метилированию, которое обеспечивают ферменты
метилтрансферазы. Системы рестрикции-модификации обычно делят на 4 типа,
при этом II тип широко изучен и наиболее представителен у прокариот.
Помимо вертикального наследования прокариоты способны передавать свой
генетический материал за счет горизонтального переноса. Наличие такого
способа распространения генов играет важную эволюционную роль.
Горизонтальный перенос помогает приобретать новые метаболические
возможности, быстрее адаптироваться к изменениям окружающей среды. С
помощью него микроорганизмы способны приобретать новые системы
рестрикции-модификации от других видов в микробиоме.
Среди систем рестрикции-модификации встречаются редкие классы.
Первоначально были найдены и изучены три таких класса (два из них в моей
курсовой работе и один в курсовой Е.Гусевой). Однако согласно информации
из базы данных Pfam, существуют порядка 20 семейств эндонуклеаз
рестрикции, которые являются претендентами на вхождение в новые редкие
классы систем РМ. Представляет интерес, каким образом в эволюции
поддерживается существование малочисленных систем рестрикциимодификации – соотношение процессов их вертикального наследования,
потери и горизонтальных переносов REBASE – база данных, содержащая информацию о системах РМ и их
компонентах. В ней можно получить информацию о найденных ЭР и
сопряженных с ними МТ. Из них образованы классы систем РМ. Названия
классов формируются из наименования каталитических доменов
метилтрансфераз и эндонуклез, разделенных «#».