WikiDer > Spo11
Spo11 это белок что у людей кодируется SPO11 ген. Spo11 в комплексе с mTopVIB создает двухцепочечные разрывы, чтобы инициировать мейотический рекомбинация.[5][6] Его активный сайт содержит тирозин, который лигирует и диссоциирует с ДНК, способствуя образованию разрывов. Один белок Spo11 участвует в каждой цепи ДНК, таким образом, два белка Spo11 участвуют в каждом событии двухцепочечного разрыва.
Генетический обмен между двумя молекулами ДНК посредством гомологичная рекомбинация начинается с разрыва обеих цепей ДНК, называемого двухцепочечным разрывом, и рекомбинация начинается с эндонуклеаза фермент, который разрезает молекулу ДНК, которая «получает» замененную ДНК. В мейоз фермент SPO11, который связан с ДНК топоизомеразы. Топоизомеразы изменяют ДНК путем временного разрыва одной или обеих цепей, пропускания неразрывной цепи или цепей ДНК через разрыв и восстановления разрыва; разорванные концы ДНК ковалентно связаны с топоизомеразой. SPO11 аналогичным образом прикрепляется к ДНК, когда он образует двухцепочечные разрывы во время мейоза.[7]
Мейотическая рекомбинация
Считается, что SPO11 играет преобладающую роль в инициировании мейотический рекомбинация. Однако рекомбинация также может происходить с помощью альтернативных SPO11-независимых механизмов, которые могут быть изучены экспериментально с использованием spo11 мутанты.
В зародышевых дрожжах Sacharomyces cerevisiae, мейотические дефекты рекомбинации и расхождение хромосом spo11 мутанты ослабляются рентгеновским облучением.[8] Это открытие указывает на то, что повреждения ДНК, индуцированные рентгеновскими лучами, могут инициировать перекрестную рекомбинацию, приводящую к правильному разъединению независимо от SPO11.
В черве Caenorhabditis elegans, гомолог spo11 обычно используется для инициации мейотической рекомбинации. Однако радиационно-индуцированные разрывы также могут инициировать рекомбинацию у мутантов, удаленных для этого. spo11 гомолог.[9]
Дезаминирование цитозина, приводящего к несоответствию dU: dG, является одним из наиболее распространенных повреждений, изменяющих одно основание в нереплицирующейся ДНК. Spo11 мутанты делящихся дрожжей Schizosaccharomyces pombe и C. elegans подвергаются мейотической кроссоверной рекомбинации и правильной сегрегации хромосом, когда в их ДНК образуются повреждения dU: dG.[10] Эта перекрестная рекомбинация не включает образование большого количества двухцепочечных разрывов, но требует урацил ДНК-гликозилазы, фермента, который удаляет урацил из фосфодиэфирного остова ДНК и инициирует эксцизионную репарацию оснований. Таким образом, было высказано предположение, что эксцизионная репарация повреждений ДНК, таких как основание урацила, базовый сайт, или одноцепочечного разрыва достаточно для инициации мейотической кроссоверной рекомбинации в С. Помбе и C. elegans.[10]
В С. Помбе, мутант с дефектом spo11 гомолог Rec12 дефицит мейотической рекомбинации. Однако рекомбинацию можно восстановить до уровня, близкого к нормальному, путем удаления в рад2, ген, кодирующий эндонуклеазу, участвующую в Фрагмент Окадзаки обработки (Farah et al., 2005). И кроссоверная, и некроссинговая рекомбинация были увеличены, но двухцепочечные разрывы не были обнаружены. На основании биохимических свойств делеции rad2 было предложено, что мейотическая рекомбинация может быть инициирована повреждениями ДНК, отличными от двухцепочечных разрывов, таких как зазубрины и промежутки, которые накапливаются во время премейотической репликации ДНК, когда процессинг фрагмента Окасаки недостаточен.[11]
Вышеупомянутые данные показывают, что повреждения ДНК, возникающие из различных источников, могут быть восстановлены с помощью мейотической рекомбинации и что такой процесс может происходить независимо от SPO11.
Отсутствие у некоторых половых видов
Самый недавний общий предок социального амеба роды Диктиостелиум, Полисфондилий и Ацитоостелий, похоже, не хватало Spo11 ген.[12][13] Такой предок, вероятно, жил несколько сотен миллионов лет назад.[14] Dictyostelium discoideum и Polysphondylium pallidum оба способны мейотический половое размножение (видеть D. discoideum половое размножение и P. pallidum половое размножение). Блумфилд[12] предположили, что спящие клетки в почве могут подвергаться многим видам стресса, таким как высыхание или радиация, которые могут вызывать спонтанные Повреждение ДНК. Такое повреждение сделало бы индукцию двухцепочечных разрывов Spo11 избыточной для инициирования рекомбинация во время мейоза, и этим объясняется его отсутствие в этой группе.
Рекомендации
- ^ а б c ГРЧ38: Ансамбль выпуск 89: ENSG00000054796 - Ансамбль, Май 2017
- ^ а б c GRCm38: выпуск Ensembl 89: ENSMUSG00000005883 - Ансамбль, Май 2017
- ^ "Справочник человека по PubMed:". Национальный центр биотехнологической информации, Национальная медицинская библиотека США.
- ^ "Ссылка на Mouse PubMed:". Национальный центр биотехнологической информации, Национальная медицинская библиотека США.
- ^ Vrielynck N, Chambon A, Vezon D, Pereira L, Chelysheva L, De Muyt A, et al. (Февраль 2016). «Комплекс ДНК, подобный топоизомеразе VI, инициирует мейотическую рекомбинацию». Наука. 351 (6276): 939–43. Bibcode:2016Научный ... 351..939В. Дои:10.1126 / science.aad5196. PMID 26917763. S2CID 206643600.
- ^ Роберт Т., Нор А, Брун С., Маффре С., Крими Б., Бурбон Н. М., де Масси Б. (февраль 2016 г.). «Семейство TopoVIB-подобных белков требуется для образования двухцепочечных разрывов мейотической ДНК». Наука. 351 (6276): 943–9. Bibcode:2016Научный ... 351..943R. Дои:10.1126 / science.aad5309. PMID 26917764. S2CID 9445593.
- ^ Гены Левина X (10-е изд.). Jones and Bartlett Publishers, Inc., 2011. стр. 353–354. ISBN 978-0-7637-7992-4.
- ^ Торн Л.В., Байерс Б. (май 1993 г.). «Стадийные эффекты рентгеновского облучения на мейоз дрожжей». Генетика. 134 (1): 29–42. ЧВК 1205431. PMID 8514137.
- ^ Дернбург А.Ф., Макдональд К., Моулдер Г., Барстед Р., Дрессер М., Вильнев А.М. (август 1998 г.). «Мейотическая рекомбинация у C. elegans инициируется консервативным механизмом и не обязательна для гомологичных синапсов хромосом». Клетка. 94 (3): 387–98. Дои:10.1016 / s0092-8674 (00) 81481-6. PMID 9708740. S2CID 10198891.
- ^ а б Пауклин С., Беркерт Дж. С., Мартин Дж., Осман Ф., Веллер С., Боултон С. Дж. И др. (Май 2009 г.). «Альтернативная индукция мейотической рекомбинации из одноосновных повреждений ДНК дезаминаз». Генетика. 182 (1): 41–54. Дои:10.1534 / genetics.109.101683. ЧВК 2674839. PMID 19237686.
- ^ Фарах Дж. А., Кроми Дж., Дэвис Л., Штайнер В. В., Смит Г. Р. (декабрь 2005 г.). «Активация альтернативного, rec12 (spo11) -независимого пути мейотической рекомбинации делящихся дрожжей в отсутствие эндонуклеазы лоскута ДНК». Генетика. 171 (4): 1499–511. Дои:10.1534 / генетика.105.046821. ЧВК 1456079. PMID 16118186.
- ^ а б Bloomfield G (июнь 2016 г.). «Атипичные циклы плоидности, Spo11 и эволюция мейоза». Семинары по клеточной биологии и биологии развития. 54: 158–64. Дои:10.1016 / j.semcdb.2016.01.026. PMID 26811992.
- ^ Малик С.Б., Пайтлинг А.В., Стефаниак Л.М., Щурко А.М., Логсдон Дж.М. (август 2007 г.). «Расширенный перечень консервативных мейотических генов предоставляет доказательства пола у Trichomonas vaginalis». PLOS ONE. 3 (8): e2879. Дои:10.1371 / journal.pone.0002879. ЧВК 2488364. PMID 18663385.
- ^ Fiz-Palacios O, Romeralo M, Ahmadzadeh A, Weststrand S, Ahlberg PE, Baldauf S (2013). «Произошло ли земное разнообразие амеб (амебозоа) синхронно с наземными растениями?». PLOS ONE. 8 (9): e74374. Bibcode:2013PLoSO ... 874374F. Дои:10.1371 / journal.pone.0074374. ЧВК 3770592. PMID 24040233.