Структура Холлидея

Поделись знанием:
Перейти к: навигация, поиск

Структу́ра Холлиде́я[1] (англ. Holliday junction) — структура из четырёх цепей нуклеиновых кислот, соединённых друг с другом водородными связями с образованием четырёх двуцепочечных ветвей. Эти ветви могут принимать несколько различных конформаций в зависимости от концентрации солей в окружающем буферном растворе и последовательности нуклеотидов, располагающихся в непосредственной близости от точки соединения. Структура названа в честь английского молекулярного биолога Робина Холлидея[en], который предположил её существование в 1964 году.

В живых клетках структуры Холлидея являются важными промежуточными соединениями, возникающими при процессах генетической рекомбинации и репарации двуцепочечных разрывов. Как правило, эти структуры имеют симметричные последовательности нуклеотидов и потому обладают некоторой мобильностью, то есть отдельные двуцепочечные ветви могут скользить с сохранением структуры соединения и паттерна спаривания азотистых оснований. Структуры из четырёх цепей, похожие на структуры Холлидея, также обнаруживаются в некоторых молекулах РНК.

Неподвижные структуры Холлидея с несимметричными последовательностями, которые фиксируют структуру в строго определённом положении, были созданы искусственно с целью изучения их структуры как модели природных структур Холлидея. Позднее такие структуры нашли применение в качестве основных строительных структурных блоков в ДНК-нанотехнологиях: несколько структур Холлидея могут быть собраны в единую конструкцию с определённой геометрией, образуя молекулы с высокой степенью структурной жёсткости.





Структура

Стэкинг в структурах Холлидея

Структура Холлидея со стэкингом, объединяющим четыре цепи в два двуцепочечных домена. Синяя и красная цепи сохраняют почти спиральную структуру, а жёлтая и зелёная переходят из одного двуцепочечного домена в другой
Структура Холлидея без стэкинга

Структуры Холлидея могут существовать в виде различных конформационных изомеров (конформеров), различающихся способами коаксиального стэкинга[en] между четырьмя двуцепочечными ветвями. Коаксиальный стэкинг заключается в склонности тупых концов в структурах нуклеиновых кислот к связыванию друг с другом посредством связывания выставленных наружу азотистых оснований. Существуют три различных конформера, различающихся стэкингом: форма, лишённая коаксиального стэкинга, и две формы с коаксиальным стэкингом. Форма без стэкинга преобладает в отсутствие катионов двухвалентных металлов, например, Mg2+, в силу электростатического отталкивания отрицательно заряженных остовов цепей. В присутствии уже хотя бы 0,1 мМ Mg2+ электростатическое отталкивание нейтрализуется, и преобладают структуры со стэкингом[2].

Формы, лишённые стэкинга, имеют почти плоскую квадратную структуру. Конформеры со стэкингом состоят из двух двуцепочечных доменов, расположенных под углом 60° по правилу правой руки. Две из четырёх цепей (по одной из каждого домена) сохраняют спиральную структуру, а две другие переходят из одного домена в другой антипараллельным[en] образом[2].

Два возможных конформера со стэкингом различаются тем, в каких именно цепях происходит стэкинг. Преобладание одной из форм в значительной мере определяется конкретной последовательностью нуклеотидов вблизи точки соединения. Некоторые из этих последовательностей таковы, что два конформера находятся в равновесии друг с другом, в то время как другие последовательности определяют выраженное преобладание одного из конформеров. Так, в соединениях Холлидея, у которых в точке соединения четырёх цепей находится последовательность A-CC, значительно преобладает тот конформер, который позволяет образовываться водородным связям между вторым цитозином и одним из фосфатов в точке соединения[2].

В соединениях Холлидея с симметричными последовательностями точка соединения четырёх цепей (точка ветвления) может перемещаться по модели случайного блуждания. Скорость перемещения точки ветвления значительно варьирует в зависимости от концентрации ионов: если в отсутствие ионов продолжительность одного акта смещения составляла 0,3−0,4 мс, то в присутствии 10 мМ Mg2+ она составляла 270−300 мс. Изменение скорости связано с образованием структур со стэкингом вместо структур без стэкинга[2].

Если в соединении Холлидея происходит одноцепочечный разрыв, то точка соединения принимает перпендикулярную ориентацию и образуется форма со стэкингом (см. рис.)[2].

Соединения Холлидея из РНК принимают антипараллельную конформацию со стэкингом при высоких концентрациях магния, перпендикулярную конформацию со стэкингом при средних концентрациях и параллельную конформацию со стэкингом при низких концентрациях; однако даже при малых концентрациях кальция они принимают антипараллельную структуру[2].

Биологические функции

Соединение Холлидея является ключевым интермедиатом, образующимся при гомологичной рекомбинации, а также при сайт-специфичной рекомбинации[en], в которой принимают участие интегразы. Кроме того, оно образуется при репарации двуцепочечных разрывов. Наконец, крестообразные структуры, включающие соединения Холлидея, могут образовываться с целью ослабления спирального напряжения в симметричных последовательностях в суперспиралях ДНК[3]. Четырёхцепочечные структуры, встречающиеся в некодирующих РНК, например, в сплайсосомной РНК U1[en] и содержащем шпильку рибозиме вируса кольцевой пятнистости табака[en], обычно содержат неспаренные нуклеотиды между двуцепочечными участками и потому, строго говоря, не являются соединениями Холлидея[2].

В ходе гомологичной рекомбинации соединения Холлидея образуются между идентичными или почти идентичными последовательностями, в результате чего цепи располагаются симметрично относительно центральной точки ветвления. Это позволяет происходить процессу миграции ветвей[en], при котором цепи перемещаются через точку соединения[2]. Разрезание, или разрешение структуры Холлидея может осуществляться двумя путями, один из которых приводит к кроссинговеру, при котором образуются две рекомбинантные цепи, а другой — к конверсии генов[en], в результате которой образуется только одна рекомбинантная цепь[4].

Многие белки могут распознавать и искажать структуру соединения Холлидея. Таковы, например, ферменты, которые способны к разрушению соединений Холлидея[en], иногда зависимым от последовательностей образом. Эти белки по-разному нарушают структуру соединения Холлидея, часто переводя соединение Холлидея в конформацию без стэкинга, разрушая центральные пары оснований и/или изменяя углы между четырьмя цепями. Другие белки, распознающие соединения Холлидея — белки точки ветвления, которые усиливают темпы рекомбинации на порядок, а также сайт-специфичные рекомбиназы[2]. У прокариот ферменты, разрешающие соединения Холлидея (резольвазы), делятся на два семейства — интегразы и нуклеазы. Эти белки структурно схожи, несмотря на отсутствие консервативности в последовательностях[4].

У эукариот репарация двуцепочечных разрывов посредством гомологичной рекомбинации может осуществляться двумя различными путями: путём репарации двуцепочечных разрывов (DSBR), часто также называемым моделью двойного соединения Холлидея, и путём синтезозависимого выпрямления цепей (SDSA)[5]. При двуцепочечном разрыве 3'-конец одной из цепей разрушается, а более длинный 5'-конец подходит к одной из сестринских хроматид другой хромосомы и связывается с ней; в результате образуется репликационный «пузырь». Когда «пузырь» подходит к месту разрыва ДНК, более длинный 5'-конец антисмысловой цепи вновь связывается со смысловой цепью. Далее происходит синтез недостающих участков ДНК с использованием в качестве матриц сестринской хроматиды из другой гомологичной хромосомы. Когда в конце заполнения брешей разъединённые концы сестринских хроматид соединяются друг с другом, образуются две структуры Холлидея, которые потом разрешаются при помощи разнообразных белков[6].

У бактерий двуцепочечные разрывы в ДНК репарируются белком RecBCD по механизму гомологичной рекомбинации. Репарация одноцепочечных разрывов происходит по варианту гомологичной рекомбинации, известному как RecF-путь[en]. В ходе этих двух путей (RecBCD и RecF) происходят такие процессы, как миграция ветвей, при которой происходит обмен одноцепочечными фрагментами ДНК между двумя перекрещенными молекулами ДНК, и разрешение, при котором перекрещенные молекулы ДНК отделяются друг от друга и возвращаются в своё нормальное двуцепочечное состояние[7]. У бактерий миграция ветвей облегчается комплексом RuvABC[en] и белком RecG — белковыми молекулярными моторами, которые используют энергию гидролиза АТР для перемещения соединения. После этого соединения Холлидея должно разрешиться на два раздельных дуплекса ДНК, возвращая исходное или рекомбинированное состояние. В миграции цепей участвуют белки RuvA и RuvB, в то время как RuvC разрешает соединение Холлидея[8][2].

Гомологичная рекомбинация описана у нескольких групп вирусов. У ДНК-содержащих вирусов (например, герпесвирусов) рекомбинация осуществляется по пути разрыва-воссоединения — подобно тому, как это происходит у бактерий и эукариот[9]. Имеются доказательства существования рекомбинации у РНК-содержащих вирусов[en], особенно у вирусов, содержащих одноцепочечную РНК положительной полярности[en] — таких, как ретровирусы, коронавирусы и пикорнавирусы; ситуация с вирусами, содержащими РНК отрицательной полярности (например, с вирусом гриппа), более спорная[10].

Разрешение соединений Холлидея

У дрожжей Saccharomyces cerevisiae разрешение структур Холлидея может происходить четырьмя различными путями[11]. Путь, наиболее часто приводящий к кроссинговеру у дрожжей и, возможно, млекопитающих, включает белки EXO1[en], гетеродимер MLH1[en]MLH3[en] (известный как MutL гамма) и SGS1[en] (ортолог белка синдрома Блума[en])[11]. MLH1—MLH3 связывается преимущественно с соединениями Холлидея[12]. Он является эндонуклеазой, которая вносит одноцепочечные разрывы в сверхспирализованную двуцепочечную ДНК и способствует кроссинговеру[12][13]. В то время как три других пути, в которые вовлечены белки MUS81[en]—MMS4, SIX1[en] и YEN1 соответственно, могут способствовать разрешению соединений Холлидея in vivo, отсутствие этих трёх нуклеаз лишь незначительно снижает частоту кроссинговера. Двойные мутанты, лишённые и MLH3, и MMS4, демонстрировали значительное снижение частоты кроссинговера по сравнению с диким типом; впрочем, разъединение хромосом в большинстве случаев происходило без ошибок, и жизнеспособность спор дрожжей была довольно высокой (62 %)[14][14].

Хотя белок MUS81 является компонентом малого пути кроссинговера при мейозе у почкующихся дрожжей, растений и позвоночных, у инфузории Tetrahymena thermophila он задействован в необходимом, но не доминирующем пути кроссинговера. У делящихся дрожжей Schizosaccharomyces pombe путь с участием MUS81 является доминирующим механизмом кроссинговера[15].

Белки MSH4 и MSH5 образуют гетеродимер у человека и дрожжей[16][17][18]. У дрожжей он облегчает кроссинговер между гомологичными хромосомами при мейозе[16]. Комплекс MSH4[en]/MSH5[en] связывает и стабилизирует двойные соединения Холлидея, способствуя их разрешению с образованием рекомбинантных цепей. У мутантов S. cerevisiae с частично функциональным MSH4 количество кроссинговеров на геном снижено на 30 %, и во многих случаях мейоз не сопровождается рекомбинацией. Тем не менее, споры этого мутанта жизнеспособны, поэтому разделение гомологичных хромосом происходит правильно. Таки образом, у S. cerevisiae разделение хромосом при мейозе не целиком зависит от кроссинговера[19].

Использование в ДНК-нанотехнологиях

ДНК-нанотехнологии занимаются разработкой и производством искусственных нуклеиновых кислот, которые не несут генетической информации, как в живых клетках, а выступают в роли материалов для нанотехнологий. Разветвлённые структуры ДНК используются в качестве элементарных единиц для создания более сложных спроектированных структур. В состав многих таких структур ДНК входят соединения Холлидея. Одиночные соединения Холлидея слишком гибки для того, чтобы быть способными к сборке в длинные упорядоченные ряды, поэтому в качестве жёстких единиц для сборки крупных единиц используются структурные мотивы[en], содержащие несколько соединений Холлидея[20][21].

Из таких мотивов наиболее часто используется комплекс двойного кроссинговера (DX), который содержит два соединения Холлидея, расположенных близко друг к другу, в результате чего образуется жёсткая структура, которая может самостоятельно собираться в ряды более высокого порядка. В молекуле DX соединения Холлидея ориентированы так, что их двуцепочечные участки располагаются бок о бок, а не под более предпочтительным углом 60°. Комплекс можно спроектировать таким образом, чтобы соединения располагались в параллельной или антипараллельной ориентации, однако на практике антипараллельная ориентация более удобна, и параллельная используется редко[20][21].

Структурный мотив DX является элементарным строительным блоком в методе ДНК-оригами[en], который используется для создания более крупных дву- и трёхмерных структур произвольной формы. Сборка длинных протяжённых «лент» осуществляется не из отдельных единиц DX, а из двуцепочечных нитей ДНК; эти нити укладываются в правильную форму при помощи вспомогательных цепей, которые образуют соединения Холлидея как цепи, участвующие в кроссиновере[23].

Некоторые строительные единицы, используемые в ДНК-нанотехнологиях, сохраняют присущий соединениям Холлидея угол 60°. Например, в таких единицах 4 соединения Холлидея могут образовывать параллелограмм. Эта структура интересна тем, что она позволяет непосредственно визуализировать угол в соединении при помощи атомно-силовой микроскопии. Блоки из трёх соединений Холлидея, собранных в треугольник, использовались для создания трёхмерных периодических структур, применявшихся в рентгеноструктурном анализе биомолекул[20][21].

История изучения

В 1964 году английский учёный Робин Холлидей[en] (1932—2014) предположил структуру соединения, которая теперь носит его имя, как часть своей модели гомологичной рекомбинации, разработанной на его исследованиях грибов Ustilago maydis[en] и Saccharomyces cerevisiae. Эта модель рассматривала молекулярные механизмы кроссинговера и конверсии генов. Холлидей понял, что в ходе кроссинговера должны образовываться гетеродуплексы ДНК с некоторыми неспаренными основаниями ввиду небольших различий между вариантами (аллелями) одного гена. Он предположил, что в клетке должен существовать механизм исправления неспаренных оснований, и такой механизм, действительно, был открыт[4]. До модели Холлидея господствовала модель избирательного копирования, согласно которой новая цепь синтезировалась непосредственно из частей различных родительских цепей[24][25].

В оригинальной модели Холлидея гетеродуплексная ДНК образовывалась в обеих гомологичных хромосомах, однако экспериментальные данные, полученные на дрожжах, опровергли это. В 1975 году Метью Мезельсон и Чарли Рэддинг обновили модель и ввели идею миграции цепей[24]. Дальнейшие наблюдения привели в 1980-е годы к разработке альтернативных моделей рекомбинации — таких, как модель двуцепочечных разрывов и модель выпрямления цепей. Третья модель — модель синтезозависимого выпрямления цепей — не предполагала образования соединений Холлидея[4].

Первое экспериментальное доказательство существования соединений Холлидея было получено в конце 1970-х годов при помощи электронной микроскопии, где на изображениях ДНК плазмид и бактериофагов были отчётливо видны структуры из четырёх цепей. В 1980-е годы были идентифицированы ферменты, отвечающие за инициацию образования соединений Холлидея и связывание с ними. В 1983 году Надриан Симэн впервые получил искусственные структуры Холлидея из синтетических олигонуклеотидов, что открыло возможности для более детального изучения свойств структур Холлидея. Многие ранние исследования соединений Холлидея были основаны на таких методах, как электрофорез, FRET[en] и других. В 1990-х годах стали доступны кристаллография и ЯМР нуклеиновых кислот[en], а также компьютерные методы молекулярного моделирования[2][4][26].

Первоначально генетики предполагали, что для соединения Холлидея более характерна параллельная, а не антипараллельная конформация, поскольку в этом случае гомологичные дуплексы располагались бы наиболее близко друг к другу. Химический анализ, проведённый в 1980-х годах, показал, что преобладает антипараллельная конформация; эти данные показались столь противоречивыми, что поначалу сам Робин Холлидей отверг их[2]. Впоследствии представление об антипараллельной конформации получило большее признание благодаря данным рентгеноструктурного анализа молекул in vitro. В условиях in vivo ситуация менее однозначна, так как связывающиеся с соединениями Холлидея белки могут менять их конформацию[4].

Концептуальные основы использования соединений Холлидея в ДНК-нанотехнологиях были заложены Симэном в начале 1980-х годов. В 1982—1983 годах были разработаны и созданы неподвижные соединения Холлидея[27].

Напишите отзыв о статье "Структура Холлидея"

Примечания

  1. Молекулярная биология клетки: в 3-х томах / Б. Альбертс, А. Джонсон, Д. Льюис и др.. — М.—Ижевск: НИЦ «Регулярная и хаотическая динамика», Институт компьютерных исследований, 2013. — Т. I. — С. 466-483. — 808 с. — ISBN 978-5-4344-0112-8.
  2. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 Lilley D. M. [www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/11131562 Structures of helical junctions in nucleic acids.] (англ.) // Quarterly reviews of biophysics. — 2000. — Vol. 33, no. 2. — P. 109—159. — PMID 11131562. исправить
  3. Bloomfield Victor A. Nucleic acids: structures, properties, and functions. — Sausalito, California: University Science Books, 2000. — P. 468. — ISBN 0935702490.
  4. 1 2 3 4 5 6 Liu Y., West S. C. [www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/15520813 Happy Hollidays: 40th anniversary of the Holliday junction.] (англ.) // Nature reviews. Molecular cell biology. — 2004. — Vol. 5, no. 11. — P. 937—944. — DOI:10.1038/nrm1502. — PMID 15520813. исправить
  5. Sung P., Klein H. [www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/16926856 Mechanism of homologous recombination: mediators and helicases take on regulatory functions.] (англ.) // Nature reviews. Molecular cell biology. — 2006. — Vol. 7, no. 10. — P. 739—750. — DOI:10. 1038/nrm2008. — PMID 16926856. исправить
  6. Chapter 6: Molecular Biology of DNA Replication and Recombination // Genetics: Analysis of Genetics and Genomes. — Burlington: Jones & Bartlett, 2009.
  7. Rocha E. P., Cornet E., Michel B. [www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/16132081 Comparative and evolutionary analysis of the bacterial homologous recombination systems.] (англ.) // PLoS genetics. — 2005. — Vol. 1, no. 2. — P. e15. — DOI:10.1371/journal.pgen.0010015. — PMID 16132081. исправить
  8. Kowalczykowski S. C. [www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/10754547 Initiation of genetic recombination and recombination-dependent replication.] (англ.) // Trends in biochemical sciences. — 2000. — Vol. 25, no. 4. — P. 156—165. — PMID 10754547. исправить
  9. Fleischmann Jr WR. Chapter 43 // [www.ncbi.nlm.nih.gov/bookshelf/br.fcgi?book=mmed&part=A2330 Medical Microbiology]. — 4th. — University of Texas Medical Branch at Galveston, 1996. — ISBN 0-9631172-1-1.
  10. Boni M. F., de Jong M. D., van Doorn H. R., Holmes E. C. [www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/20454662 Guidelines for identifying homologous recombination events in influenza A virus.] (англ.) // Public Library of Science ONE. — 2010. — Vol. 5, no. 5. — P. e10434. — DOI:10.1371/journal.pone.0010434. — PMID 20454662. исправить
  11. 1 2 Zakharyevich K., Tang S., Ma Y., Hunter N. [www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/22500800 Delineation of joint molecule resolution pathways in meiosis identifies a crossover-specific resolvase.] (англ.) // Cell. — 2012. — Vol. 149, no. 2. — P. 334—347. — DOI:10.1016/j.cell.2012.03.023. — PMID 22500800. исправить
  12. 1 2 Ranjha L., Anand R., Cejka P. [www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/24443562 The Saccharomyces cerevisiae Mlh1-Mlh3 heterodimer is an endonuclease that preferentially binds to Holliday junctions.] (англ.) // The Journal of biological chemistry. — 2014. — Vol. 289, no. 9. — P. 5674—5686. — DOI:10.1074/jbc.M113.533810. — PMID 24443562. исправить
  13. Rogacheva M. V., Manhart C. M., Chen C., Guarne A., Surtees J., Alani E. [www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/24403070 Mlh1-Mlh3, a meiotic crossover and DNA mismatch repair factor, is a Msh2-Msh3-stimulated endonuclease.] (англ.) // The Journal of biological chemistry. — 2014. — Vol. 289, no. 9. — P. 5664—5673. — DOI:10.1074/jbc.M113.534644. — PMID 24403070. исправить
  14. 1 2 Sonntag Brown M., Lim E., Chen C., Nishant K. T., Alani E. [www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/23316435 Genetic analysis of mlh3 mutations reveals interactions between crossover promoting factors during meiosis in baker's yeast.] (англ.) // G3 (Bethesda, Md.). — 2013. — Vol. 3, no. 1. — P. 9—22. — DOI:10.1534/g3.112.004622. — PMID 23316435. исправить
  15. Lukaszewicz A., Howard-Till R. A., Loidl J. [www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/23935123 Mus81 nuclease and Sgs1 helicase are essential for meiotic recombination in a protist lacking a synaptonemal complex.] (англ.) // Nucleic acids research. — 2013. — Vol. 41, no. 20. — P. 9296—9309. — DOI:10.1093/nar/gkt703. — PMID 23935123. исправить
  16. 1 2 Pochart P., Woltering D., Hollingsworth N. M. [www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/9374523 Conserved properties between functionally distinct MutS homologs in yeast.] (англ.) // The Journal of biological chemistry. — 1997. — Vol. 272, no. 48. — P. 30345—30349. — PMID 9374523. исправить
  17. Winand N. J., Panzer J. A., Kolodner R. D. [www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/9787078 Cloning and characterization of the human and Caenorhabditis elegans homologs of the Saccharomyces cerevisiae MSH5 gene.] (англ.) // Genomics. — 1998. — Vol. 53, no. 1. — P. 69—80. — DOI:10.1006/geno.1998.5447. — PMID 9787078. исправить
  18. Bocker T., Barusevicius A., Snowden T., Rasio D., Guerrette S., Robbins D., Schmidt C., Burczak J., Croce C. M., Copeland T., Kovatich A. J., Fishel R. [www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/10029069 hMSH5: a human MutS homologue that forms a novel heterodimer with hMSH4 and is expressed during spermatogenesis.] (англ.) // Cancer research. — 1999. — Vol. 59, no. 4. — P. 816—822. — PMID 10029069. исправить
  19. Krishnaprasad G. N., Anand M. T., Lin G., Tekkedil M. M., Steinmetz L. M., Nishant K. T. [www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/25467183 Variation in crossover frequencies perturb crossover assurance without affecting meiotic chromosome segregation in Saccharomyces cerevisiae.] (англ.) // Genetics. — 2015. — Vol. 199, no. 2. — P. 399—412. — DOI:10.1534/genetics.114.172320. — PMID 25467183. исправить
  20. 1 2 3 Seeman N. C. [www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/15195395 Nanotechnology and the double helix.] (англ.) // Scientific American. — 2004. — Vol. 290, no. 6. — P. 64—69. — PMID 15195395. исправить
  21. 1 2 3 Seeman N. C. [www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/20222824 Nanomaterials based on DNA.] (англ.) // Annual review of biochemistry. — 2010. — Vol. 79. — P. 65—87. — DOI:10.1146/annurev-biochem-060308-102244. — PMID 20222824. исправить
  22. Pan K., Kim D. N., Zhang F., Adendorff M. R., Yan H., Bathe M. [www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/25470497 Lattice-free prediction of three-dimensional structure of programmed DNA assemblies.] (англ.) // Nature communications. — 2014. — Vol. 5. — P. 5578. — DOI:10.1038/ncomms6578. — PMID 25470497. исправить
  23. Saccà B., Niemeyer C. M. [www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/22162047 DNA origami: the art of folding DNA.] (англ.) // Angewandte Chemie (International ed. in English). — 2012. — Vol. 51, no. 1. — P. 58—66. — DOI:10.1002/anie.201105846. — PMID 22162047. исправить
  24. 1 2 Stahl F. W. [www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/7828807 The Holliday junction on its thirtieth anniversary.] (англ.) // Genetics. — 1994. — Vol. 138, no. 2. — P. 241—246. — PMID 7828807. исправить
  25. [books.google.com/books?id=TUn8spJIG3UC&pg=PA16 Advances in genetics]. — Academic Press. — ISBN 9780080568027.
  26. Hays F. A., Watson J., Ho P. S. [www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/14563836 Caution! DNA crossing: crystal structures of Holliday junctions.] (англ.) // The Journal of biological chemistry. — 2003. — Vol. 278, no. 50. — P. 49663—49666. — DOI:10.1074/jbc.R300033200. — PMID 14563836. исправить
  27. Pelesko John A. Self-assembly: the science of things that put themselves together. — New York: Chapman & Hall/CRC, 2007. — P. 201, 242, 259. — ISBN 978-1-58488-687-7.


Отрывок, характеризующий Структура Холлидея

Пьер смотрел на нее через очки.
– Allons, je vous reconduirai. Tachez de pleurer. Rien ne soulage, comme les larmes. [Пойдемте, я вас провожу. Старайтесь плакать: ничто так не облегчает, как слезы.]
Она провела его в темную гостиную и Пьер рад был, что никто там не видел его лица. Анна Михайловна ушла от него, и когда она вернулась, он, подложив под голову руку, спал крепким сном.
На другое утро Анна Михайловна говорила Пьеру:
– Oui, mon cher, c'est une grande perte pour nous tous. Je ne parle pas de vous. Mais Dieu vous soutndra, vous etes jeune et vous voila a la tete d'une immense fortune, je l'espere. Le testament n'a pas ete encore ouvert. Je vous connais assez pour savoir que cela ne vous tourienera pas la tete, mais cela vous impose des devoirs, et il faut etre homme. [Да, мой друг, это великая потеря для всех нас, не говоря о вас. Но Бог вас поддержит, вы молоды, и вот вы теперь, надеюсь, обладатель огромного богатства. Завещание еще не вскрыто. Я довольно вас знаю и уверена, что это не вскружит вам голову; но это налагает на вас обязанности; и надо быть мужчиной.]
Пьер молчал.
– Peut etre plus tard je vous dirai, mon cher, que si je n'avais pas ete la, Dieu sait ce qui serait arrive. Vous savez, mon oncle avant hier encore me promettait de ne pas oublier Boris. Mais il n'a pas eu le temps. J'espere, mon cher ami, que vous remplirez le desir de votre pere. [После я, может быть, расскажу вам, что если б я не была там, то Бог знает, что бы случилось. Вы знаете, что дядюшка третьего дня обещал мне не забыть Бориса, но не успел. Надеюсь, мой друг, вы исполните желание отца.]
Пьер, ничего не понимая и молча, застенчиво краснея, смотрел на княгиню Анну Михайловну. Переговорив с Пьером, Анна Михайловна уехала к Ростовым и легла спать. Проснувшись утром, она рассказывала Ростовым и всем знакомым подробности смерти графа Безухого. Она говорила, что граф умер так, как и она желала бы умереть, что конец его был не только трогателен, но и назидателен; последнее же свидание отца с сыном было до того трогательно, что она не могла вспомнить его без слез, и что она не знает, – кто лучше вел себя в эти страшные минуты: отец ли, который так всё и всех вспомнил в последние минуты и такие трогательные слова сказал сыну, или Пьер, на которого жалко было смотреть, как он был убит и как, несмотря на это, старался скрыть свою печаль, чтобы не огорчить умирающего отца. «C'est penible, mais cela fait du bien; ca eleve l'ame de voir des hommes, comme le vieux comte et son digne fils», [Это тяжело, но это спасительно; душа возвышается, когда видишь таких людей, как старый граф и его достойный сын,] говорила она. О поступках княжны и князя Василья она, не одобряя их, тоже рассказывала, но под большим секретом и шопотом.


В Лысых Горах, имении князя Николая Андреевича Болконского, ожидали с каждым днем приезда молодого князя Андрея с княгиней; но ожидание не нарушало стройного порядка, по которому шла жизнь в доме старого князя. Генерал аншеф князь Николай Андреевич, по прозванию в обществе le roi de Prusse, [король прусский,] с того времени, как при Павле был сослан в деревню, жил безвыездно в своих Лысых Горах с дочерью, княжною Марьей, и при ней компаньонкой, m lle Bourienne. [мадмуазель Бурьен.] И в новое царствование, хотя ему и был разрешен въезд в столицы, он также продолжал безвыездно жить в деревне, говоря, что ежели кому его нужно, то тот и от Москвы полтораста верст доедет до Лысых Гор, а что ему никого и ничего не нужно. Он говорил, что есть только два источника людских пороков: праздность и суеверие, и что есть только две добродетели: деятельность и ум. Он сам занимался воспитанием своей дочери и, чтобы развивать в ней обе главные добродетели, до двадцати лет давал ей уроки алгебры и геометрии и распределял всю ее жизнь в беспрерывных занятиях. Сам он постоянно был занят то писанием своих мемуаров, то выкладками из высшей математики, то точением табакерок на станке, то работой в саду и наблюдением над постройками, которые не прекращались в его имении. Так как главное условие для деятельности есть порядок, то и порядок в его образе жизни был доведен до последней степени точности. Его выходы к столу совершались при одних и тех же неизменных условиях, и не только в один и тот же час, но и минуту. С людьми, окружавшими его, от дочери до слуг, князь был резок и неизменно требователен, и потому, не быв жестоким, он возбуждал к себе страх и почтительность, каких не легко мог бы добиться самый жестокий человек. Несмотря на то, что он был в отставке и не имел теперь никакого значения в государственных делах, каждый начальник той губернии, где было имение князя, считал своим долгом являться к нему и точно так же, как архитектор, садовник или княжна Марья, дожидался назначенного часа выхода князя в высокой официантской. И каждый в этой официантской испытывал то же чувство почтительности и даже страха, в то время как отворялась громадно высокая дверь кабинета и показывалась в напудренном парике невысокая фигурка старика, с маленькими сухими ручками и серыми висячими бровями, иногда, как он насупливался, застилавшими блеск умных и точно молодых блестящих глаз.
В день приезда молодых, утром, по обыкновению, княжна Марья в урочный час входила для утреннего приветствия в официантскую и со страхом крестилась и читала внутренно молитву. Каждый день она входила и каждый день молилась о том, чтобы это ежедневное свидание сошло благополучно.
Сидевший в официантской пудреный старик слуга тихим движением встал и шопотом доложил: «Пожалуйте».
Из за двери слышались равномерные звуки станка. Княжна робко потянула за легко и плавно отворяющуюся дверь и остановилась у входа. Князь работал за станком и, оглянувшись, продолжал свое дело.
Огромный кабинет был наполнен вещами, очевидно, беспрестанно употребляемыми. Большой стол, на котором лежали книги и планы, высокие стеклянные шкафы библиотеки с ключами в дверцах, высокий стол для писания в стоячем положении, на котором лежала открытая тетрадь, токарный станок, с разложенными инструментами и с рассыпанными кругом стружками, – всё выказывало постоянную, разнообразную и порядочную деятельность. По движениям небольшой ноги, обутой в татарский, шитый серебром, сапожок, по твердому налеганию жилистой, сухощавой руки видна была в князе еще упорная и много выдерживающая сила свежей старости. Сделав несколько кругов, он снял ногу с педали станка, обтер стамеску, кинул ее в кожаный карман, приделанный к станку, и, подойдя к столу, подозвал дочь. Он никогда не благословлял своих детей и только, подставив ей щетинистую, еще небритую нынче щеку, сказал, строго и вместе с тем внимательно нежно оглядев ее:
– Здорова?… ну, так садись!
Он взял тетрадь геометрии, писанную его рукой, и подвинул ногой свое кресло.
– На завтра! – сказал он, быстро отыскивая страницу и от параграфа до другого отмечая жестким ногтем.
Княжна пригнулась к столу над тетрадью.
– Постой, письмо тебе, – вдруг сказал старик, доставая из приделанного над столом кармана конверт, надписанный женскою рукой, и кидая его на стол.
Лицо княжны покрылось красными пятнами при виде письма. Она торопливо взяла его и пригнулась к нему.
– От Элоизы? – спросил князь, холодною улыбкой выказывая еще крепкие и желтоватые зубы.
– Да, от Жюли, – сказала княжна, робко взглядывая и робко улыбаясь.
– Еще два письма пропущу, а третье прочту, – строго сказал князь, – боюсь, много вздору пишете. Третье прочту.
– Прочтите хоть это, mon pere, [батюшка,] – отвечала княжна, краснея еще более и подавая ему письмо.
– Третье, я сказал, третье, – коротко крикнул князь, отталкивая письмо, и, облокотившись на стол, пододвинул тетрадь с чертежами геометрии.
– Ну, сударыня, – начал старик, пригнувшись близко к дочери над тетрадью и положив одну руку на спинку кресла, на котором сидела княжна, так что княжна чувствовала себя со всех сторон окруженною тем табачным и старчески едким запахом отца, который она так давно знала. – Ну, сударыня, треугольники эти подобны; изволишь видеть, угол abc…
Княжна испуганно взглядывала на близко от нее блестящие глаза отца; красные пятна переливались по ее лицу, и видно было, что она ничего не понимает и так боится, что страх помешает ей понять все дальнейшие толкования отца, как бы ясны они ни были. Виноват ли был учитель или виновата была ученица, но каждый день повторялось одно и то же: у княжны мутилось в глазах, она ничего не видела, не слышала, только чувствовала близко подле себя сухое лицо строгого отца, чувствовала его дыхание и запах и только думала о том, как бы ей уйти поскорее из кабинета и у себя на просторе понять задачу.
Старик выходил из себя: с грохотом отодвигал и придвигал кресло, на котором сам сидел, делал усилия над собой, чтобы не разгорячиться, и почти всякий раз горячился, бранился, а иногда швырял тетрадью.
Княжна ошиблась ответом.
– Ну, как же не дура! – крикнул князь, оттолкнув тетрадь и быстро отвернувшись, но тотчас же встал, прошелся, дотронулся руками до волос княжны и снова сел.
Он придвинулся и продолжал толкование.
– Нельзя, княжна, нельзя, – сказал он, когда княжна, взяв и закрыв тетрадь с заданными уроками, уже готовилась уходить, – математика великое дело, моя сударыня. А чтобы ты была похожа на наших глупых барынь, я не хочу. Стерпится слюбится. – Он потрепал ее рукой по щеке. – Дурь из головы выскочит.
Она хотела выйти, он остановил ее жестом и достал с высокого стола новую неразрезанную книгу.
– Вот еще какой то Ключ таинства тебе твоя Элоиза посылает. Религиозная. А я ни в чью веру не вмешиваюсь… Просмотрел. Возьми. Ну, ступай, ступай!
Он потрепал ее по плечу и сам запер за нею дверь.
Княжна Марья возвратилась в свою комнату с грустным, испуганным выражением, которое редко покидало ее и делало ее некрасивое, болезненное лицо еще более некрасивым, села за свой письменный стол, уставленный миниатюрными портретами и заваленный тетрадями и книгами. Княжна была столь же беспорядочная, как отец ее порядочен. Она положила тетрадь геометрии и нетерпеливо распечатала письмо. Письмо было от ближайшего с детства друга княжны; друг этот была та самая Жюли Карагина, которая была на именинах у Ростовых:
Жюли писала:
«Chere et excellente amie, quelle chose terrible et effrayante que l'absence! J'ai beau me dire que la moitie de mon existence et de mon bonheur est en vous, que malgre la distance qui nous separe, nos coeurs sont unis par des liens indissolubles; le mien se revolte contre la destinee, et je ne puis, malgre les plaisirs et les distractions qui m'entourent, vaincre une certaine tristesse cachee que je ressens au fond du coeur depuis notre separation. Pourquoi ne sommes nous pas reunies, comme cet ete dans votre grand cabinet sur le canape bleu, le canape a confidences? Pourquoi ne puis je, comme il y a trois mois, puiser de nouvelles forces morales dans votre regard si doux, si calme et si penetrant, regard que j'aimais tant et que je crois voir devant moi, quand je vous ecris».
[Милый и бесценный друг, какая страшная и ужасная вещь разлука! Сколько ни твержу себе, что половина моего существования и моего счастия в вас, что, несмотря на расстояние, которое нас разлучает, сердца наши соединены неразрывными узами, мое сердце возмущается против судьбы, и, несмотря на удовольствия и рассеяния, которые меня окружают, я не могу подавить некоторую скрытую грусть, которую испытываю в глубине сердца со времени нашей разлуки. Отчего мы не вместе, как в прошлое лето, в вашем большом кабинете, на голубом диване, на диване «признаний»? Отчего я не могу, как три месяца тому назад, почерпать новые нравственные силы в вашем взгляде, кротком, спокойном и проницательном, который я так любила и который я вижу перед собой в ту минуту, как пишу вам?]
Прочтя до этого места, княжна Марья вздохнула и оглянулась в трюмо, которое стояло направо от нее. Зеркало отразило некрасивое слабое тело и худое лицо. Глаза, всегда грустные, теперь особенно безнадежно смотрели на себя в зеркало. «Она мне льстит», подумала княжна, отвернулась и продолжала читать. Жюли, однако, не льстила своему другу: действительно, и глаза княжны, большие, глубокие и лучистые (как будто лучи теплого света иногда снопами выходили из них), были так хороши, что очень часто, несмотря на некрасивость всего лица, глаза эти делались привлекательнее красоты. Но княжна никогда не видала хорошего выражения своих глаз, того выражения, которое они принимали в те минуты, когда она не думала о себе. Как и у всех людей, лицо ее принимало натянуто неестественное, дурное выражение, как скоро она смотрелась в зеркало. Она продолжала читать: 211
«Tout Moscou ne parle que guerre. L'un de mes deux freres est deja a l'etranger, l'autre est avec la garde, qui se met en Marieche vers la frontiere. Notre cher еmpereur a quitte Petersbourg et, a ce qu'on pretend, compte lui meme exposer sa precieuse existence aux chances de la guerre. Du veuille que le monstre corsicain, qui detruit le repos de l'Europe, soit terrasse par l'ange que le Tout Рuissant, dans Sa misericorde, nous a donnee pour souverain. Sans parler de mes freres, cette guerre m'a privee d'une relation des plus cheres a mon coeur. Je parle du jeune Nicolas Rostoff, qui avec son enthousiasme n'a pu supporter l'inaction et a quitte l'universite pour aller s'enroler dans l'armee. Eh bien, chere Marieie, je vous avouerai, que, malgre son extreme jeunesse, son depart pour l'armee a ete un grand chagrin pour moi. Le jeune homme, dont je vous parlais cet ete, a tant de noblesse, de veritable jeunesse qu'on rencontre si rarement dans le siecle оu nous vivons parmi nos villards de vingt ans. Il a surtout tant de franchise et de coeur. Il est tellement pur et poetique, que mes relations avec lui, quelque passageres qu'elles fussent, ont ete l'une des plus douees jouissances de mon pauvre coeur, qui a deja tant souffert. Je vous raconterai un jour nos adieux et tout ce qui s'est dit en partant. Tout cela est encore trop frais. Ah! chere amie, vous etes heureuse de ne pas connaitre ces jouissances et ces peines si poignantes. Vous etes heureuse, puisque les derienieres sont ordinairement les plus fortes! Je sais fort bien, que le comte Nicolas est trop jeune pour pouvoir jamais devenir pour moi quelque chose de plus qu'un ami, mais cette douee amitie, ces relations si poetiques et si pures ont ete un besoin pour mon coeur. Mais n'en parlons plus. La grande nouvelle du jour qui occupe tout Moscou est la mort du vieux comte Безухой et son heritage. Figurez vous que les trois princesses n'ont recu que tres peu de chose, le prince Basile rien, est que c'est M. Pierre qui a tout herite, et qui par dessus le Marieche a ete reconnu pour fils legitime, par consequent comte Безухой est possesseur de la plus belle fortune de la Russie. On pretend que le prince Basile a joue un tres vilain role dans toute cette histoire et qu'il est reparti tout penaud pour Petersbourg.
«Je vous avoue, que je comprends tres peu toutes ces affaires de legs et de testament; ce que je sais, c'est que depuis que le jeune homme que nous connaissions tous sous le nom de M. Pierre les tout court est devenu comte Безухой et possesseur de l'une des plus grandes fortunes de la Russie, je m'amuse fort a observer les changements de ton et des manieres des mamans accablees de filles a Marieier et des demoiselles elles memes a l'egard de cet individu, qui, par parenthese, m'a paru toujours etre un pauvre, sire. Comme on s'amuse depuis deux ans a me donner des promis que je ne connais pas le plus souvent, la chronique matrimoniale de Moscou me fait comtesse Безухой. Mais vous sentez bien que je ne me souc nullement de le devenir. A propos de Marieiage, savez vous que tout derienierement la tante en general Анна Михайловна, m'a confie sous le sceau du plus grand secret un projet de Marieiage pour vous. Ce n'est ni plus, ni moins, que le fils du prince Basile, Anatole, qu'on voudrait ranger en le Marieiant a une personne riche et distinguee, et c'est sur vous qu'est tombe le choix des parents. Je ne sais comment vous envisagerez la chose, mais j'ai cru de mon devoir de vous en avertir. On le dit tres beau et tres mauvais sujet; c'est tout ce que j'ai pu savoir sur son compte.
«Mais assez de bavardage comme cela. Je finis mon second feuillet, et maman me fait chercher pour aller diner chez les Apraksines. Lisez le livre mystique que je vous envoie et qui fait fureur chez nous. Quoiqu'il y ait des choses dans ce livre difficiles a atteindre avec la faible conception humaine, c'est un livre admirable dont la lecture calme et eleve l'ame. Adieu. Mes respects a monsieur votre pere et mes compliments a m elle Bourienne. Je vous embrasse comme je vous aime. Julie».
«P.S.Donnez moi des nouvelles de votre frere et de sa charmante petite femme».
[Вся Москва только и говорит что о войне. Один из моих двух братьев уже за границей, другой с гвардией, которая выступает в поход к границе. Наш милый государь оставляет Петербург и, как предполагают, намерен сам подвергнуть свое драгоценное существование случайностям войны. Дай Бог, чтобы корсиканское чудовище, которое возмущает спокойствие Европы, было низвергнуто ангелом, которого Всемогущий в Своей благости поставил над нами повелителем. Не говоря уже о моих братьях, эта война лишила меня одного из отношений самых близких моему сердцу. Я говорю о молодом Николае Ростове; который, при своем энтузиазме, не мог переносить бездействия и оставил университет, чтобы поступить в армию. Признаюсь вам, милая Мари, что, несмотря на его чрезвычайную молодость, отъезд его в армию был для меня большим горем. В молодом человеке, о котором я говорила вам прошлым летом, столько благородства, истинной молодости, которую встречаешь так редко в наш век между двадцатилетними стариками! У него особенно так много откровенности и сердца. Он так чист и полон поэзии, что мои отношения к нему, при всей мимолетности своей, были одною из самых сладостных отрад моего бедного сердца, которое уже так много страдало. Я вам расскажу когда нибудь наше прощанье и всё, что говорилось при прощании. Всё это еще слишком свежо… Ах! милый друг, вы счастливы, что не знаете этих жгучих наслаждений, этих жгучих горестей. Вы счастливы, потому что последние обыкновенно сильнее первых. Я очень хорошо знаю, что граф Николай слишком молод для того, чтобы сделаться для меня чем нибудь кроме как другом. Но эта сладкая дружба, эти столь поэтические и столь чистые отношения были потребностью моего сердца. Но довольно об этом.
«Главная новость, занимающая всю Москву, – смерть старого графа Безухого и его наследство. Представьте себе, три княжны получили какую то малость, князь Василий ничего, а Пьер – наследник всего и, сверх того, признан законным сыном и потому графом Безухим и владельцем самого огромного состояния в России. Говорят, что князь Василий играл очень гадкую роль во всей этой истории, и что он уехал в Петербург очень сконфуженный. Признаюсь вам, я очень плохо понимаю все эти дела по духовным завещаниям; знаю только, что с тех пор как молодой человек, которого мы все знали под именем просто Пьера, сделался графом Безухим и владельцем одного из лучших состояний России, – я забавляюсь наблюдениями над переменой тона маменек, у которых есть дочери невесты, и самих барышень в отношении к этому господину, который (в скобках будь сказано) всегда казался мне очень ничтожным. Так как уже два года все забавляются тем, чтобы приискивать мне женихов, которых я большею частью не знаю, то брачная хроника Москвы делает меня графинею Безуховой. Но вы понимаете, что я нисколько этого не желаю. Кстати о браках. Знаете ли вы, что недавно всеобщая тетушка Анна Михайловна доверила мне, под величайшим секретом, замысел устроить ваше супружество. Это ни более ни менее как сын князя Василья, Анатоль, которого хотят пристроить, женив его на богатой и знатной девице, и на вас пал выбор родителей. Я не знаю, как вы посмотрите на это дело, но я сочла своим долгом предуведомить вас. Он, говорят, очень хорош и большой повеса. Вот всё, что я могла узнать о нем.
Но будет болтать. Кончаю мой второй листок, а маменька прислала за мной, чтобы ехать обедать к Апраксиным.
Прочитайте мистическую книгу, которую я вам посылаю; она имеет у нас огромный успех. Хотя в ней есть вещи, которые трудно понять слабому уму человеческому, но это превосходная книга; чтение ее успокоивает и возвышает душу. Прощайте. Мое почтение вашему батюшке и мои приветствия m lle Бурьен. Обнимаю вас от всего сердца. Юлия.