WikiDer > Кроссовер помех

Crossover interference

Кроссовер помех термин, используемый для обозначения неслучайного размещения кроссоверы по отношению друг к другу во время мейоз. Термин приписывается Герман Йозеф Мюллер, который заметил, что один кроссовер «мешает совпадающему возникновению другого кроссинговера в той же паре хромосом, и я соответственно назвал это явление« интерференцией ».[1]

Современная модель мейотической рекомбинации, инициированной двухцепочечным разрывом или разрывом, с последующим спариванием с гомологичной хромосомой и инвазией цепи, чтобы инициировать процесс рекомбинационной репарации. Ремонт разрыва может привести к кроссоверу (CO) или непересечению (NCO) фланкирующих областей. Предполагается, что рекомбинация CO происходит по модели двойного холлидейского соединения (DHJ), показанной справа выше. Считается, что рекомбинанты NCO возникают в основном с помощью модели зависимого от синтеза цепи отжига (SDSA), показанной слева выше. Большинство событий рекомбинации относятся к типу SDSA.

Мейотик кроссоверы (CO), по-видимому, регулируются таким образом, чтобы CO на одном и том же хромосома распределены далеко друг от друга (кроссоверные помехи). В червях нематод Caenorhabditis elegans, мейотических двухцепочечных разрывов (DSB) больше, чем CO. Таким образом, не все DSB восстанавливаются с помощью процесса (ов) рекомбинации, приводящего к CO. Белок RTEL-1 необходим для предотвращения избыточного мейотического CO. В ртел-1 Мейотическая рекомбинация CO мутантов значительно усиливается, и перекрестная интерференция, по-видимому, отсутствует.[2] RTEL1, вероятно, действует, продвигая отжиг прядей, зависящий от синтеза что приводит к получению рекомбинантов без кроссовера (NCO) вместо CO (см. диаграмму).[2] Обычно около половины всех DSB конвертируются в NCO. RTEL-1, по-видимому, усиливает интерференцию мейотического кроссовера, направляя репарацию некоторых DSB на NCOs, а не на CO.[2]

У людей скорость рекомбинации увеличивается с возрастом матери.[3] Более того, размещение событий женской рекомбинации, по-видимому, становится все более дерегулированным с возрастом матери, при этом большая часть событий происходит в более близкой близости друг к другу, чем можно было бы ожидать в простых моделях перекрестной интерференции.[4]

Высокие негативные помехи

Бактериофаг Т4

Высокие отрицательные помехи (HNI), в отличие от положительных помех, относятся к ассоциации рекомбинация события, обычно измеряемые за короткий промежуток времени геномный расстояния, обычно в пределах ген. На таких коротких расстояниях наблюдается положительная корреляция (отрицательная интерференция) рекомбинационных событий. Как изучено в бактериофаг Т4 эта корреляция тем больше, чем короче интервал между сайтами, используемыми для обнаружения.[5] HNI возникает из-за множественных обменов в короткой области генома во время индивидуального спаривания.[6] То, что считается «единичным обменом» в генетическом скрещивании, включающем только удаленные маркеры, на самом деле может быть сложным событием, которое распространяется на конечную область генома.[7] Переключение между цепями матричной ДНК во время Синтез ДНК (см. рисунок, SDSA pathway), называемая рекомбинацией с выбором копии, была предложена для объяснения положительной корреляции событий рекомбинации внутри гена.[8] HNI, похоже, требует довольно точных базовая комплементарность в областях родительских геномов, где происходят связанные события рекомбинации.[9]

ВИЧ

Каждый вирус иммунодефицита человека (ВИЧ) частица содержит две одноцепочечные положительные смысловые РНК геномы. После заражения клетки-хозяина ДНК копия генома формируется обратная транскрипция геномов РНК. Обратная транскрипция сопровождается переключением матрицы между двумя копиями генома РНК (рекомбинация с выбором копии).[10] В каждом цикле репликации происходит от 5 до 14 событий рекомбинации на геном.[11] Эта рекомбинация демонстрирует HNI.[12] HNI, по-видимому, вызывается коррелированными переключениями матрицы во время синтеза минус-цепи ДНК.[13] Рекомбинация с переключением шаблона, по-видимому, необходима для поддержания целостности генома и в качестве механизма репарации для восстановления поврежденных геномов.[10][14]


Рекомендации

  1. ^ Мюллер, Х.Дж. (1916). «Механизм кроссинговера». Am. Нат. 50.
  2. ^ а б c Youds JL, Mets DG, McIlwraith MJ, Martin JS, Ward JD, ONeil NJ, Rose AM, West SC, Meyer BJ, Boulton SJ (2010). «RTEL-1 усиливает интерференцию мейотического кроссовера и гомеостаз». Наука. 327 (5970): 1254–8. Дои:10.1126 / science.1183112. ЧВК 4770885. PMID 20203049.
  3. ^ Конг А., Барнард Дж., Гудбьяртссон Д.Ф., Торлейфссон Дж., Джонсдоттир Дж., Сигурдардоттир С., Ричардссон Б., Джонсдоттир Дж., Торгейрссон Т., Фригге М.Л., Лэмб Н.Э., Шерман С., Гулчер Дж. Р., Стефанссон К. (2004). «Скорость рекомбинации и репродуктивный успех у людей». Nat. Genet. 36 (11): 1203–6. Дои:10,1038 / ng1445. PMID 15467721.
  4. ^ Кэмпбелл К.Л., Фурлотт Н.А., Эрикссон Н., Хайндс Д., Аутон А. (2015). «Избегание перекрестного вмешательства увеличивается с возрастом матери». Nat Commun. 6: 6260. Дои:10.1038 / ncomms7260. ЧВК 4335350. PMID 25695863.
  5. ^ Чейз М., Дурманн А.Х. Высокая отрицательная интерференция коротких сегментов генетической структуры бактериофага Т4. Генетика. 1958 Май; 43 (3): 332-53. PMID: 17247760
  6. ^ Эдгар RS, Стейнберг CM. О происхождении высокой отрицательной интерференции коротких сегментов генетической структуры бактериофага Т4. Вирусология. 1958 августа; 6 (1): 115-28. PMID: 13626191
  7. ^ Стейнберг С.М., Эдгар Р.С. Критический тест современной теории генетической рекомбинации в бактериофаге. Генетика. 1962 Февраль; 47: 187-208. PMID: 13916671 PMCID: PMC1210322
  8. ^ Бернштейн Х. О механизме внутригенной рекомбинации. I. Область rII бактериофага Т4. (1962) Журнал теоретической биологии. 1962; 3, 335-353. https://doi.org/10.1016/S0022-5193(62)80030-7
  9. ^ Бергер H, Уоррен AJ. Влияние делеционных мутаций на сильную отрицательную интерференцию бактериофага T4D. Генетика. 1969 Сен; 63 (1): 1-5. PMID: 5365292 PMCID: PMC1212323
  10. ^ а б Роусон JMO, Николайчик О.А., Кил Б.Ф., Патак В.К., Ху В.С. Рекомбинация необходима для эффективной репликации ВИЧ-1 и поддержания целостности вирусного генома. Nucleic Acids Res. 2018 16 ноября; 46 (20): 10535-10545. DOI: 10.1093 / nar / gky910. PMID: 30307534
  11. ^ Кромер Д., Гримм А.Дж., Шлуб Т.Е., Мак Дж., Давенпорт М.П. Оценка скорости переключения и рекомбинации шаблонов ВИЧ in vivo. СПИД. 2016 Янв; 30 (2): 185-92. Doi: 10.1097 / QAD.0000000000000936. PMID: 26691546
  12. ^ Ху WS, Bowman EH, Delviks KA, Pathak VK. Гомологичная рекомбинация происходит в отдельной ретровирусной субпопуляции и демонстрирует высокую отрицательную интерференцию. J Virol. 1997 Август; 71 (8): 6028-36. PMID: 9223494
  13. ^ Андерсон Дж. А., Тойфель Р. Дж. 2-й, Инь П. Д., Ху В. С.. Коррелированные события переключения матрицы во время синтеза минус-нити ДНК: механизм сильного отрицательного вмешательства во время рекомбинации ретровирусов. J Virol. 1998 Февраль; 72 (2): 1186-94. PMID: 9445017
  14. ^ Ху ВС, Темин Х.М. Ретровирусная рекомбинация и обратная транскрипция. Наука. 1990, 30 ноября; 250 (4985): 1227-33. PMID: 1700865

внешняя ссылка