Репликация днк: учебное пособие
DSBs и процесс репликации
жүктеу/скачать 2,57 Mb. Pdf көрінісі
|
Спивак И.М. - Репликация ДНК учебное пособие - 2011
|
9.2. DSBs и процесс репликации В лаборатории DSBs обычно классически получают путем действия на клетку ионизи- рующего излучения. В последнее время также часто используют индукцию DSBs эндонукле- азами во время таких процессов как мейоз или V(D)J рекомбинация иммуноглобулиновых генов у высших эукариот или переключение спаривания у дрожжей. DSBs могут возникать и при перемещении мобильных элементов. Все это крайне важно для специализированных клеток, таких, например, как клетки лимфоцитарного ряда. Одновременно стало понятно, что сам процесс репликации может быть источником эндогенных DSBs, приводящих к рекомбинации. Об этом свидетельствует возникновение при ~ 10 сестринских хроматидных обменов на клетку. Из-за этого любые позвоночные животные без Rad51 нежизнеспособны. Гомологическая рекомбинация играет еще одну важ- ную роль в репликации – она способствует ресинтезу, то есть восстановлению движения остановившейся репликативной вилки. Вилка репликации может быть остановлена спон- танным разрывом или при проходе уже существующего конца нити. Репарация в таком слу- чае может идти путем генной конверсии или репликации, индуцированной разрывом (break- induced replication, BIR). Сейчас стало понятно, что эти два процесса имеют гораздо больше общего и гораздо теснее связаны, чем предполагалось ранее. Оба эти процесса начинаются с образования активных 3’-концов ДНК, которые внедряются в интактный дуплекс и спари- ваются с донорной матрицей. Это основной шаг для инициации синтеза ДНК при репарации DSBs. И. М. Спивак. «Репликация ДНК: учебное пособие» 123 9.3. Репликация, индуцированная разрывами. BIR (break induced replication) Это процесс репликации, независимый от наличия ориджина репликации и праймера, но зависимый от рекомбинации. Впервые он был изучен на примере репликации фага Т4. К настоящему времени стало понятен механизм этого процесса: свободный 3’-конец ДНК проникает в ДНК-матрицу и образует репликативную вилку. Инициация репликации под- тверждается наблюдением о наличии внепланового синтеза ДНК как при репарации DSBs, так и при восстановлении вилки репликации. Подобная же модель применима для объяс- нения репарации DSBs у дрожжей, когда более проксимальная от центромеры часть плеча хромосомы реплицируется путем BIR. Рис. 38.Генная конверсия и репликация, индуцированная разрывами ДНК В гаплоидном геноме этот процесс может приводить к нереципрокным транслокациям в том случае, если спаривание произойдет в неаллельном участке (а аллельно оно произойти не может из-за отсутствия аллельного партнера). По этому же механизму может идти встра- ивание линейной ДНК в неповрежденное плечо хромосомы дрожжей. В опухолевых клетках млекопитающих этот процесс приводит к удлинению теломер в отсутствие теломеразы. На рис. 38 показано сходство репликации, индуцированной разрывами в сравнении с генной конверсией. В обоих случаях необходим активный однонитевой конец ДНК. |