Hollidayov spoj

náhľad
Hollidayov spoj (tiež Hollidayov intermediát, Hollidayova štruktúra, prekrížený intermediát, Chí štruktúra, χ štruktúra, heteroduplexná DNA) je štvorvláknový intermediát deoxyribonukleovej kyseliny v tvare kríža, ktorý sa tvorí v procese rekombinácie, ktorá je súčasťou meiózy a konzervatívnej miestne špecifickej rekombinácie. 

Hollidayov spoj je nazvaný podľa Robina Hollidaya, ktorý navrhol skrížený intermediát v roku 1964 ako intermediát mechanizmu rekombinácie. 

Existenciu Hollidayových spojov dokázal Röntgenovou štruktúrnou analýzou Shing Ho pomocou kryštálu navzájom komplementárnych štyroch reťazcov dekanukleotidu d(CCGGTACCGG).
náhľad|Tyr-rekombinázy: Detaily kroku kríženia, Hore: Klasický pohľad vrátane výmeny vlákna s následnou migráciou vetiev (korektúra). Mechanizmus zahŕňa synaptický komplex (1) zahŕňajúci obe miesta DNA v paralelnej orientácii. Zatiaľ čo migrácia vetiev poskytuje jednoduché vysvetlenie týkajúce sa špecifických požiadaviek na homológiu a reverzibilitu procesu, je ťažké ju zosúladiť s pohybmi, ktoré musia podjednotky rekombinázy prejsť v troch rozmeroch. Dole: Aktuálny pohľad. Zobrazené sú dve simultánne výmeny vlákna, každá v závislosti od homológie troch po sebe nasledujúcich báz na okraji (6-8 bp dlhého) medzerníka. Didaktické komplikácie vyplývajú zo skutočnosti, že model musí zohľadňovať skutočnosť, že synaptický komplex (1) obsahuje oba substráty v antiparalelnej orientácii. Obe znázornenia ilustrujú iba polovicu príslušných dráh. Obe časti sú oddelené krokom Hollidayovho spojenia/izomerizácie predtým, ako sa uvoľní produkt (3).

 Posun bodu kríženia 
Bod prekríženia (ang. cross over, resp. crossover) sa môže v molekule volne a náhodne pohybovať v oboch smeroch procese, ktorý sa nazýva posun bodu prekríženia. V bunke však existujú proteíny, ktoré sa špecificky viažu na Hollidayov intermediát a dirigujú smer, ktorým bude prebiehať posun bodu kríženia. Posun bodu kríženia jedným smerom je teda rnzymaticky katalyzovaný proces, ktorý na štiepenie vodíkových väzieb vyžaduje ATP. Posun bodu kríženia je veľmi podstatný v meióze, pričom ide často o posuny o tisíce nukleotidov.

U baktérie E. coli sa na Hollidayov spoj viaže tetramér proteínu RuvA a dva hexaméry proteínu RuvB, ktorý pripomína hexamérnu helikázu, ktorá sa využíva v replikácii DNA. RuvB proteín spotrebuváva ATP. RuvA proteín koordinuje púohyb DNA cez tento proteínový komplex tak, aby nedošlo ku zamotaniu DNA.

 Hollidayov mechanizmus rekombinácie 
Rekombinácia u bakteriofága P1 prebieha tak, že na miesto, kde má dôjsť ku vzniku Hollidayovho intermediátu sa naziažu 4 rekombinázy Cre a priblížia sa dve dvojvlákonové DNA, čím vznikne tzv. rekombinačná synapsia.
vľavo|bezrámu|294x294bod
V obidvoch molekulách DNA dôjde ku štiepeniu jedného reťazca tak, že rekombináza, ktorá má vo svojom aktívnom mieste tyrozínový zvyšok, ktorý nesie nukleofilnú hydroxylovú skupinu, atakuje atóm fosforu fosfodiesterovej väzby, pričom vznikne kovalentná väzba medzi obidvoma 3´- koncami naštiepeného reťazca DNA a tyrozínovým zvyškom rekombinázy. Hydroxylová skupiny tyrozínu teda atakuje atóm fosforu, pričom vznikne alkylarlyfosfát. Hydroxylová skupina tyrozínu neatakuje 3´-uhlík ribózy za vzniku alkylaryléteru. Vzniká tak fosfodiesterová väzba medzi tyrozínom a 3´-koncom naštiepeného reťazca DNA. Na 5´-konci rež´tazca zostane voľná hydroxylová skupina ribózy.

Voľná 3´-hydroxylová skupina ribózy druhého reťazca následne atakuje alkylarylfosfátovú skupinu fosfodiesterovej väzby, čím vznikne Hollidayov intermediát.

Podobný mechanizmus využíva aj Topoizomeráza I.

 Referencie 

 Pozri aj 
 rekombinácia DNA
 rekombináza
 meióza
 bakteriofág P1
 rekombináza Cre
 Robin Holliday
 crossing over
 topoizomeráza I

Kategória:Molekulárna biológia
Kategória:DNA
Kategória:Chromozómy