DNA epäsuhta korjaus

DNA epäsuhta korjaus on järjestelmä tunnistamiseksi ja korjaus virheellinen lisäys, poisto, ja väärin sisällyttäminen emäksistä, joita voi syntyä DNA-replikaation ja rekombinaatiota sekä korjaus joitakin muotoja DNA-vaurioita.

Epäsuhta korjaus on Strand-erityinen. DNA-synteesin aikana juuri syntetisoidun toimintalinjassa sisältävät yleensä virheitä. Jotta aloittaa korjaus, epäsuhta kuntoutuskoneet erottaa juuri syntetisoidun säikeen templaatista. Gram-negatiiviset bakteerit, ohimenevä hemimethylation erottaa osa. Kuitenkin muissa prokaryooteissa ja eukaryooteissa, tarkka mekanismi on epäselvä. Arvellaan, että eukaryooteissa, juuri syntetisoidun jälkeen jääneillä-DNA: n lyhytaikaisesti sisältää kolhut ja antaa signaalin, joka ohjaa epäsuhta oikoluku järjestelmien asianmukainen Strand. Tämä merkitsee sitä, että nämä kolhut on oltava läsnä johtava Strand, ja todiste tästä on äskettäin havaittu. Viimeaikainen työ on osoittanut, että kolhut ovat sivustoja RFC-riippuvainen lastaus replikointi liukuva puristin PCNA, vuonna suunta-erityisellä tavalla, niin että yksi kasvot donitsin muotoinen proteiini rinnakkain kohti 3'-OH päättyy nimimerkki. Suuntautunut PCNA sitten ohjaa toimintaa MutLalpha endonukleaasia yhden juosteen läsnä ollessa epäsuhta ja MutSalpha tai MutSbeta.

Mikä tahansa mutaation tapahtuma, joka häiritsee superkierremuodosta rakenne DNA mukanaan saattaa vaarantaa geneettisen pysyvyyden solun. Se, että vaurioiden havaitsemista ja korjaus järjestelmät ovat monimutkainen kuin replikointi itse kone korostaa kehitys on liitetty DNA uskollisuutta.

Esimerkkejä sopimattomasta emäksistä ovat G / T tai / C pariksi. Epäsuhta ovat yleensä johtuvat tautomeerimuotoja emäksiä aikana G2. Vahinko on korjattu tunnustamista epämuodostuma aiheuttama epäsuhta, määritetään malli ja ei-templaattijuostetta, ja excising virheellisesti sisällytetty pohja ja korvaamalla se oikea nukleotidin. Poistaminen prosessissa enemmän kuin vain paritonta nukleotidin itse. Muutaman tai jopa tuhansia emäsparia juuri syntetisoidun DNA: n juoste voidaan poistaa.

DNA epäsuhta korjaus on evoluutiossa konservoitunutta prosessi, joka korjaa kohtaanto syntyvän DNA: n replikaation ja paeta oikoluku. MMR proteiinit osallistuvat myös monien muiden DNA liiketoimia, niin että inaktivointi MMR voi olla laaja-alainen biologisia vaikutuksia, jotka voivat olla joko myönteisiä tai haitallista. Aloitamme tämän tarkastelun lyhyesti huomioon monikäyttöisyyden MMR proteiinien ja seuraukset vajaatoiminnan. Me sitten keskittyä biokemiallinen mekanismi MMR replikointi virheitä. Painopiste on rakenne-toiminta tutkimukset MMR proteiinien, miten epäsuhta tunnustetaan, on prosessi, jossa äskettäin toistettu Strand tunnistetaan, ja excision replikointi virhe.

Epäsuhta korjaus proteiineja

Epäsuhta korjaus on erittäin konservoitunut prosessi prokaryooteista eukaryooteille. Ensimmäinen todiste epäsuhta korjaus saatiin S. pneumoniae. Myöhempi työ E. coli on tunnistanut useita geenejä, jotka, kun mutagenisaation inaktivoitu, aiheuttaa hypermutatoitava kantoja. Geeni tuotteet ovat siten, nimeltään "Mut" proteiinit, jotka ovat tärkeimpiä aktiiviset komponentit yhteensopimattomuuden korjausjärjestelmä. Kolme näistä proteiineista ovat välttämättömiä havaita epäsuhta ja ohjaamalla kuntoutuskoneet sille: MutS, MutH ja MutL.

MutS muodostaa dimeerin, joka tunnistaa ristiriitaiset perusta tytär Strand ja sitoo mutatoitua DNA. MutH sitoo at hemimetyloidulle paikoista tytär DNA, mutta sen toiminta on piilevä, aktivoidaan vasta kun kontaktia MutL dimeeri, joka sitoo MutS-DNA-kompleksi ja toimii välittäjänä MutS2 ja MutH, aktivoimalla jälkimmäinen. DNA liu'utetaan ulos etsimään lähimmän d metylaatio sivuston epäsuhta, joka voisi olla jopa 1 ke pois. Aktivoitaessa MutS-DNA-kompleksi, MutH naarmuja tytär Strand lähellä hemimetyloidulle päällä ja rekrytoi UvrD helikaasin erottaa kaksi osa tiettyyn 3 '5' napaisuus. Koko MutSHL kompleksi liukuu pitkin DNA: n suuntaan epäsuhta, vapauttavaa tangon tarkoitus leikata kuin se menee. Eksonukleaasi polkuja monimutkainen ja sulattaa ss-DNA: ta hännän. Eksonukleaasi palvelukseen on riippuvainen siitä, millä puolella epäsuhta MutH incises juoste - 5 'tai 3'. Jos nick tekemät MutH on 5'-pää epäsuhta, joko RecJ tai ExoVII käytetään. Jos, kuitenkin, nick on 3 'päähän epäsuhta, Exol käytetään.

Koko prosessi päättyy ohi epäsuhta sivuston - eli molemmat sivuston itse ja sen ympärillä nukleotidit ovat täysin poistettu. Yksijuosteisten aukko luoma eksonukleaasilla voidaan sitten korjata DNA-polymeraasi III, joka käyttää toisen juosteen templaattina, ja lopuksi suljetaan DNA-ligaasilla. Pato metylaasin sitten nopeasti metyloi tytär Strand.

MutS homologit

Kun sidottu, MutS2 dimeeri taipuu DNA Helix ja kilvet noin 20 emäsparia. Se on heikko ATPaasiaktiivisuutta, ja ATP: n johtaa muodostumista-asteen rakenteiden pinnalla molekyylin. Kiderakenne MutS paljastaa, että se on poikkeuksellisen epäsymmetrinen, ja, samalla kun sen aktiivinen konformaatio on dimeeri, vain yksi kahden puoliskon vuorovaikutuksessa epäsuhta sivustolla.

Eukaryooteissa, MutS homologit muodostavat kaksi suurta heterodimeerejä: MSH2 / MSH6 ja MSH2 / Msh3. MutSα reitti on mukana pääasiassa emässubstituution ja pieni silmukka mismatch korjaus. MutSβ reitti on mukana myös pieni silmukan korjaus, lisäksi suuren silmukan korjaus. Kuitenkin, MutSβ ei korjaa emässubstituutiota.

MutL homologit

MutL on myös heikko ATPaasiaktiivisuus. Se muodostaa kompleksin MutS ja MutH, lisäämällä MutS jalanjäljen DNA.

Kuitenkin prosessiivisuus on UvrD on vain ~ 40-50 bp. Koska välimatka nimimerkki luoma MutH ja epäsuhta voi keskimäärin ~ 600 ep, jos ei ole toista UvrD ladattu purettiin osa on sitten vapaasti uudelleen hehkuttaa sen komplementaariseen juosteeseen, pakottaa prosessi aloittaa alusta. Kuitenkin, kun avustamana MutL, määrä UvrD lastaus on lisääntynyt huomattavasti. Kun taas prosessiivisuus yksittäisten UvrD molekyylien pysyy samana, yhteensä vaikutus DNA on lisännyt huomattavasti; DNA ei ole mahdollisuutta uudelleen hehkuttaa, sillä jokainen UvrD purkautuu 40-50 emäsparin DNA, hajoaa, ja sitten on välittömästi korvattu toisella UvrD, toistamalla käsittely. Tämä altistaa suuri osa DNA eksonukle- ruoansulatusta, mikä mahdollistaa nopean excision virheellisen DNA.

Eukaryooteilla on MutL homologit nimetty MLH1 ja Pms1. Ne muodostavat heterodimeerin, joka jäljittelee MutL-E. coli: ssa. Ihmisen homologi prokaryoottisten MutL on kolme muotoja nimetty MutLα, MutLβ, ja MutLγ. MutLα kompleksi on valmistettu kahdesta alayksiköstä MLH1 ja PMS2, MutLβ heterodimeeri on valmistettu MLH1 ja PMS1, kun taas MutLγ on valmistettu MLH1 ja MLH3. MutLα toimii matchmaker tai mahdollistaja, koordinoiva tapahtumia epäsuhta korjaus. Viime aikoina on osoitettu olevan DNA-endonukleaasi, joka esittelee säikeen katkoksia DNA-aktivoinnin yhteydessä yhteensopimattomuus ja muut tarvittavat proteiinit, MutSa ja PCNA. Nämä Strand keskeytykset toimivat lähtökohtien eksonukleaasiaktiivisuus joka poistaa paritonta DNA. Roolit MutLβ ja MutLγ vuonna epäsuhta korjaus ovat vähemmän ymmärretty.

MutH: endonukleaasia läsnä E. coli ja Salmonella

MutH on erittäin heikko endonukleaasia joka aktivoituu kerran sidottu MutL. Se nicks metyloitumattoman DNA ja metyloitumaton juoste hemimetyloidulle DNA mutta ei nimimerkki täysin metyloitua DNA. Kokeet ovat osoittaneet, että epäsuhta korjaus on satunnainen jos kumpikaan Strand on metyloitunut. Näitä käyttäytymismalleja johti ehdotusta, että MutH määrittää mikä Strand sisältää epäsuhta. MutH ei ole eukaryoottisia homologi. Sen endonukleaasi toiminto on tarttunut MutL homologeja, joilla on jokin erikoistuneet 5'-3 'eksonukleaasiaktiivisuus. Strand bias poistamiseksi epäsuhta alkaen juuri syntetisoidun tytär Strand eukaryooteissa voidaan tarjota ilmaiseksi 3 'päissä Okazaki fragmenttien uusi säie luotu replikaation aikana.

β-liukuva puristin / PCNA

PCNA ja β-liukuva puristin yhdistyä MutSα / β ja MutS, vastaavasti. Vaikka aluksi raportit ehdotti, että PCNA-MutSα kompleksi voi parantaa epäsuhta tunnustamista, se on viime aikoina osoitettu, että ei ole havaittavaa muutosta affiniteetin MutSα varten epäsuhta läsnä ollessa tai ilman PCNA. Lisäksi mutantteja MutSα jotka eivät pysty vuorovaikutuksessa PCNA in vitro näyttely valmiudet toteuttaa epäsuhta tunnustamista ja epäsuhta leikkaaminen lähes villityypin tasoilla. Tällaisia ​​mutantteja ovat puutteellisia korjaus reaktio ohjannut 5 "langanvalvoja, mikä viittaa ensimmäistä kertaa MutSα toimivat jälkeisessä excision vaiheen reaktion.

Viat epäsuhta korjaus

Mutaatioita ihmisen homologeja Mut proteiinit vaikuttavat genomista vakauteen, mikä voi johtaa mikrosatelliitti epävakautta. MI on osallisena useimmissa ihmisen syövissä. Tarkemmin, valtaosa perinnöllinen polypoottinen peräsuolen syövän syynä mutaatioita geeneissä, jotka koodaavat MutS ja MutL homologit MSH2 ja MLH1 vastaavasti, jonka avulla ne voidaan luokitella kasvainten synnyssä. Alatyyppi HNPCC tunnetaan Muir-Torre oireyhtymä, joka liittyy ihon kasvaimia.

  0   0
Edellinen artikkeli John A. Giannetti, Jr.
Seuraava artikkeli Julius Peppers

Kommentit - 0

Ei kommentteja

Lisääkommentti

smile smile smile smile smile smile smile smile
smile smile smile smile smile smile smile smile
smile smile smile smile smile smile smile smile
smile smile smile smile
Merkkiä jäljellä: 3000
captcha