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Abstract

In dieser Arbeit wird zum ersten Mal ein in vitro Modell-System entwickelt, das zum Verständnis der Biogenese linearer Genome beiträgt. Die zu beschreibende Reaktion beruht auf der Konversion zirkulärer in lineare DNA mit kovalent geschlossenen Enden. Am Beispiel des E. coli Bakteriophagen N15 wurde gezeigt, daß zwei phagenkodierte Komponenten, die Protelomerase (TelN) und das zugehörige DNA-Substrat für die Reaktion ausreichen. Das Substrat besteht aus einer doppelstängigen palindromischen DNA-Sequenz von 56 bp. Der zentrale Sequenzbereich der telomere resolution site von 22 bp ist für die Substraterkennung und Bildung der hairpin-Enden notwendig; die äußeren Bereiche bewirken die sequenzspezifische Bindung von TelN an das Substrat. TelN ist eine hochspezialisierte Integrase, die eine Reaktion katalysiert, bei der die Donor-DNA gleichzeitig als Akzeptor Molekül dient. In der cleaving-joining Reaktion wird zuerst die DNA sequenzspezifisch geschnitten, wobei kovalente TelN-DNA-Addukte als Intermediate am 3? Phosphat an beiden Strängen der resolution site entstehen. In einer zweiten Transesterifikation wird die Phosphordiesterbindung mit dem jeweiligen Gegenstrang zur Erzeugung der hairpin-Enden geknüpft. Möglicherweise nimmt die DNA während der Reaktion Z-DNA Konformation ein. Hinweise darauf werden diskutiert. Das hier beschriebene in vitro-System diente als Modell für die telomere resolution in Borellia burgdorferi, dem humanpathogenen Erreger der Borreliose. Das N15-System wird mit anderen, ähnlichen Systemen vergleichend diskutiert.