Нуклеазы с цинковыми пальцами

Цинковый палец" - это название многих белковых структур. Атом цинка связывает белки и делает их более стабильными. ZFN связываются с парами оснований ДНК. Один цинковый палец может самостоятельно связать около 3 пар оснований.

Функция ZFN

Нуклеазы с цинковыми пальцами состоят из 3-6 цинковых пальцев. ZFN имеют два важных домена: ДНК-связывающий домен и домен расщепления ДНК. Домен расщепления ДНК использует фермент Fokl, который разрушает ДНК.

ZFN могут изменять только те последовательности ДНК, для которых они предназначены. ДНК-связывающий домен связывается с определенной последовательностью ДНК. Для изменения одного гена требуется два ZFN, предназначенных для одной и той же последовательности ДНК. ДНК-связывающие домены связываются с обеими нитями двойной спирали ДНК. ДНК-расщепляющие домены разрывают нить ДНК и вырезают пары оснований гена. Клетки самостоятельно чинят разорванные нити ДНК с помощью репарации ДНК. Делеционные мутации возникают из-за отсутствия пар оснований после репарации ДНК.

Длина последовательности целевого гена также может быть задана. С помощью 3 цинковых пальцев можно изменить минимум 9 пар оснований. Это полезно для удаления и вставки очень коротких последовательностей ДНК и определения их влияния на целевой ген. Также большие последовательности могут быть изменены с помощью более чем одного ZFN.

ZFN были использованы для обнаружения функций генов во многих генетических исследованиях. ZFN могут быть использованы для изменения ДНК любого вида. Еще одной особенностью ZFN является то, что их можно использовать in vivo (в живых организмах). В настоящее время они используются на модельных организмах: растениях, насекомых и рыбах.

Список организмов, участвующих в исследованиях по изменению генов ZFN, включает:

• Arabidopsis
• Крупный рогатый скот
• C. elegans
• Кукуруза
• Drosophila melanogaster
• Лягушки
• Мыши
• Свиньи
• Кролики
• Крысы
• Морские ежи
• Шелкопряды
• Соевые бобы
• Табак
• Зебрафиш

Проблемы при использовании ZFNs

Самая большая проблема с ZFNs - случайное изменение генов, помимо целевого гена. ZFN должен быть сделан так, чтобы найти нужные пары оснований на целевом гене. Эти пары оснований подбираются таким образом, чтобы они были только у целевого гена. ДНК-расщепляющие домены работают с любой последовательностью ДНК, поэтому связывание с неправильной последовательностью гена приведет к его изменению. ZFN, которые выбивают пары оснований для более чем одного гена, не считаются точными.