WikiDer > Резекция конца ДНК

DNA end resection

Резекция конца ДНК, также называется 5′ – 3 ′ деградация, это биохимический процесс, в котором тупой конец секции двунитной ДНК изменяется путем удаления некоторых нуклеотиды от 5 'конец для получения 3'-одноцепочечной последовательности.[1][2] Это важная часть ремонтный механизм двухцепочечных разрывов (DSB) молекулы ДНК: два из трех основных механизмов репарации DSB, соединение концов, опосредованное микрогомологией (MMEJ) и гомологичная рекомбинация (HRR) полагаются на резекцию конца.[3] Наличие участка одноцепочечной ДНК (оцДНК) позволяет разорванному концу ДНК точно совмещаться с совпадающей последовательностью, чтобы его можно было точно восстановить.[2]

Задний план

А двухниточный разрыв это своего рода повреждение ДНК, при котором обе нити двойной спирали разрываются. Они особенно опасны, поскольку могут привести к перестройке генома. Случаи, когда две нити соединены в точке двухцепочечного разрыва, еще хуже, потому что тогда клетка не сможет завершить митоз когда он в следующий раз разделится и либо умрет, либо, в редких случаях, подвергнется мутации.[4][5] Существуют три механизма восстановления двухцепочечных разрывов (DSB): негомологичное соединение концов (NHEJ), MMEJ и HRR.[6][7] Из них только NHEJ не требует резекции конца.[1]

Резекция гарантирует, что DSB восстанавливаются не NHEJ (который соединяет концы разорванной ДНК вместе, не обеспечивая их совпадения), а скорее методами, основанными на гомологии (совпадающими последовательностями ДНК). Поскольку для гомологичной рекомбинации требуется интактная копия последовательности ДНК ( сестринская хроматида), чтобы быть доступным, это может происходить только во время S и г2 фазы из клеточный цикл. Этот контроль осуществляется циклин-зависимые киназы, который фосфорилировать части аппарата резекции.[8]

Механизм

Прежде чем можно будет произвести резекцию, необходимо обнаружить разрыв. У животных это обнаружение осуществляется PARP1;[9] аналогичные системы существуют в других эукариоты: в растениях, PARP2 похоже, играет эту роль.[10] Связывание PARP затем привлекает Комплекс МРН к месту поломки.[11] Это очень консервированный сложный состоящий из Mre11, Rad50 и NBS1 (известный как Нибрин[12] у млекопитающих или Xrs2 у дрожжей, где этот комплекс называется MRX комплекс).

Прежде чем можно будет начать резекцию, CtBP1-взаимодействующий белок (CtIP) должен связываться с комплексом MRN, чтобы можно было начать первую фазу резекции, а именно резекцию ближнего конца. После фосфорилированный CtIP связывается, субъединица Mre11 способна разрезать 5'-концевую цепь эндонуклеолитически, вероятно, около 300 пар оснований от конца,[13][8] а затем действует как 3 '→ 5' экзонуклеаза чтобы убрать конец 5-дюймовой пряди.[13]

После этой резекции на короткие расстояния могут связываться другие белковые комплексы, а именно, механизм удаленной резекции, который использует 5 '→ 3' экзонуклеазную активность для удлинения области одноцепочечной ДНК.[8]

Как и все одноцепочечные ДНК в ядре, резецированная область сначала покрывается Репликационный белок А (RPA) комплекс,[14]p235[8] но RPA затем заменяется на RAD51 сформировать нуклеопротеин нить накала, которая может принимать участие в поиске подходящей области, позволяя иметь место HRR.[8]

использованная литература

  1. ^ а б Лю, Тинг; Хуан, июнь (июнь 2016 г.). «Резекция конца ДНК: факты и механизмы». Геномика, протеомика и биоинформатика. 14 (3): 126–130. Дои:10.1016 / j.gpb.2016.05.002. ЧВК 4936662. PMID 27240470.
  2. ^ а б Донев, Россен, изд. (2019). Ремонт ДНК (Первое изд.). Кембридж, Массачусетс, США: Academic Press. п. 106. ISBN 978-0-12-815560-8. OCLC 1088407327.
  3. ^ Уэртас, Пабло (январь 2010 г.). «Резекция ДНК у эукариот: решаем, как исправить разрыв». Структурная и молекулярная биология природы. 17 (1): 11–16. Дои:10.1038 / nsmb.1710. ISSN 1545-9993. ЧВК 2850169. PMID 20051983.
  4. ^ Ачарья П.В. (1971). «Выделение и частичная характеристика коррелированных с возрастом олиго-дезоксирибо-рибонуклеотидов с ковалентно связанными аспартил-глутамиловыми полипептидами». Медицинский журнал Джона Хопкинса. Дополнение (1): 254–60. PMID 5055816.
  5. ^ Бьоркстен Дж, Ачарья П.В., Эшман С., Ветлауфер ДБ (июль 1971 г.). «Герогенные фракции в тритированных крысах». Журнал Американского гериатрического общества. 19 (7): 561–74. Дои:10.1111 / j.1532-5415.1971.tb02577.x. PMID 5106728.
  6. ^ Уотсон Дж. Д., Бейкер Т. А., Белл С. П., Ганн А., Левин М., Лосик Р. (2004). Молекулярная биология гена (5-е изд.). Пирсон Бенджамин Каммингс; CSHL Press. Гл. 9, 10. OCLC 936762772.
  7. ^ Лян Л., Дэн Л., Чен И., Ли Г.К., Шао С., Тишфилд Дж. А. (сентябрь 2005 г.). «Модуляция присоединения концов ДНК ядерными белками». Журнал биологической химии. 280 (36): 31442–49. Дои:10.1074 / jbc.M503776200. PMID 16012167.
  8. ^ а б c d е Касари, Эрика; Ринальди, Карло; Марселла, Антонио; Нуньоли, Марко; Коломбо, Кьяра Виттория; Бонетти, Диего; Лонгезе, Мария Пиа (2019-06-07). «Обработка двухцепочечных разрывов ДНК комплексом MRX в контексте хроматина». Границы молекулярных биологических наук. 6: 43. Дои:10.3389 / fmolb.2019.00043. ISSN 2296-889X. ЧВК 6567933. PMID 31231660.
  9. ^ Рэй Чаудхури, Арнаб; Нуссенцвейг, Андре (октябрь 2017 г.). «Многогранная роль PARP1 в репарации ДНК и ремоделировании хроматина». Обзоры природы. Молекулярная клеточная биология. 18 (10): 610–621. Дои:10.1038 / nrm.2017.53. ISSN 1471-0072. ЧВК 6591728. PMID 28676700.
  10. ^ Песня, Цзюньци; Кепплер, Брайан Д .; Мудрый, Роберт Р .; Бент, Эндрю Ф. (2015-05-07). Макдауэлл, Джон М. (ред.). «PARP2 является преобладающей поли (АДФ-рибозой) полимеразой в повреждении ДНК арабидопсиса и иммунных ответах». PLOS Genetics. 11 (5): e1005200. Дои:10.1371 / journal.pgen.1005200. ISSN 1553-7404. ЧВК 4423837. PMID 25950582.
  11. ^ Хейнс, Жан-Франсуа; Макдональд, Дарин; Родриг, Амели; Дери, Уго; Массон, Жан-Ив; Хендзель, Майкл Дж .; Порье, Гай Г. (11 января 2008 г.). «PARP1-зависимая кинетика рекрутирования белков MRE11 и NBS1 на множественные участки повреждения ДНК». Журнал биологической химии. 283 (2): 1197–1208. Дои:10.1074 / jbc.M706734200. ISSN 0021-9258. PMID 18025084. S2CID 6914911.
  12. ^ «Атлас генетики и цитогенетики в онкологии и гематологии - NBS1». Получено 2008-02-12.
  13. ^ а б Механизмы рекомбинации ДНК и перестройки генома: методы изучения гомологической рекомбинации. Академическая пресса. 2018-02-17. ISBN 978-0-12-814430-5.
  14. ^ Новые направления исследований в репарации ДНК. Чен, Кларк. Хорватия: InTech. 2013. ISBN 978-953-51-1114-6. OCLC 957280914.CS1 maint: другие (ссылка на сайт)