Ein weit verbreiteter Weg zur Substitution von Adenin durch Diaminopurin in Phagengenomen

Biosynthese und Replikation von A bis Z.

Vier Nukleobasen. Es wird normalerweise angenommen, dass Adenin (A), Cytosin (C), Guanin (G) und Thymin (T) in der DNA unveränderlich sind. Bei bakteriellen Viren weist jedoch jede der DNA-Basen Variationen auf, die ihnen helfen, dem Abbau durch bakterielle Restriktionsenzyme zu entgehen. Im Genom des Cyanophagen S-2L wird A vollständig durch Diaminopurin (Z) ersetzt, das drei Wasserstoffbrücken mit T bildet und so eine Nicht-Watson-Crick-Basenpaarung in der DNA dieses Virus erzeugt (siehe die Perspektive von Grome und Isaacs) ). Zhou et al. und Sleiman et al. bestimmten den biochemischen Weg, der Z produziert, wodurch mehr Z-Genome in Viren entdeckt wurden, die in Bakterien enthalten sind, die in der Umwelt und in der Phylogenie weit verbreitet sind. Pezo et al. identifizierte eine DNA-Polymerase, die Z in DNA einbaut, während sie A ablehnt. Diese Ergebnisse bereichern unser Verständnis der biologischen Vielfalt und erweitern die genetische Palette für die synthetische Biologie.

Wissenschaft, diese Ausgabe p. 512, 516, 520; siehe auch p. 460

Abstrakt

DNA-Modifikationen variieren in Form und Funktion, verändern jedoch im Allgemeinen nicht die Watson-Crick-Basenpaarung. Diaminopurin (Z) ist eine Ausnahme, da es Adenin vollständig ersetzt und drei Wasserstoffbrücken mit Thymin in der genomischen Cyanophagen-S-2L-DNA bildet. Die Biosynthese, Prävalenz und Bedeutung von Z-Genomen bleibt jedoch unerforscht. Hier berichten wir über ein Multienzymsystem, das die Z-Genom-Synthese unterstützt. Wir haben Dutzende von weltweit verbreiteten Phagen identifiziert, die solche Enzyme enthalten, und wir haben das Z-Genom in einem dieser Phagen weiter verifiziert. Acinetobacter Phage SH-Ab 15497 unter Verwendung von Flüssigkeitschromatographie mit Ultraviolett- und Massenspektrometrie. Das Z-Genom verleiht Phagen evolutionäre Vorteile, um dem Angriff von Wirtsrestriktionsenzymen auszuweichen, und die Charakterisierung seines Biosynthesewegs ermöglicht die Produktion von Z-DNA in großem Maßstab für eine Vielzahl von Anwendungen.

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