Homolog rekombination

  • Shelley Farrar Stoakes, M.Sc., B.Sc. af Shelley Farrar Stoakes, M.Sc., B. Sc. gennemgået af Dr. Liji Thomas, MD

    dobbeltstrengede DNA-brud forekommer gennem fejl i DNA-replikation og eksponering for skadelige stoffer såsom ioniserende stråling. Denne type DNA-skade skal repareres for at opretholde genomisk integritet og forhindre ukontrolleret cellevækst.

    kredit: Leigh Prather/.com

    homolog rekombination er en mekanisme til reparation af dobbeltstrengede DNA-brud. Det involverer udveksling af nukleotidsekvenser for at reparere beskadigede baser på begge DNA-tråde gennem udnyttelse af et homologt kromosomsegment. Selvom der er andre metoder til DNA-reparation, som ikke kræver en homolog skabelon, er denne mekanisme fordelagtig, da den er mindre tilbøjelig til fejl.

    homolog rekombination er forbundet med Holliday-kryds, der hjælper med parring af DNA-helices. Forskellige veje kan producere crossover og ikke-crossover produkter, og dette er afgørende for genetisk variation og derfor evolution.

    grundlæggende trin i homolog rekombination

    homolog rekombination kan defineres i tre trin:

    1. Strengudveksling
    2. Grenmigration
    3. opløsning

    Strengudveksling initieres af en 5′-3′ nedbrydning af en streng i begge brudender, der producerer 3′ enkeltstrengede segmenter. 3 ‘ – enderne parres med en homolog region af et søsterkromatid for at tilvejebringe en DNA-crossover eller Holliday-kryds til syntese af nyt DNA.

    Grenmigration udvider de heterodupleks-regioner, der er dannet væk fra crossover-stedet ved at translokere Holliday-krydset langs DNA ‘ et. En heterodupleks region dannes via sammenkædning af enkelte tråde gennem baseparring og kan være tusinder af basepar i længden. Opløsningstrinnet er komplet, når spaltning af krydset producerer separate DNA-molekyler.

    Holliday-krydset og homolog rekombination

    Holliday-krydset er en krydsformet struktur indeholdende fire dobbeltstrengede arme. Det fungerer som et mellemprodukt under homolog rekombination gennem parring af de to homologe DNA-helices og den gensidige udveksling af to af de fire tråde. Proteiner interagerer derefter med krydset for at bevæge crossover-punktet, hvor DNA-helices er forbundet for at udvide heterodupleks DNA.

    opløsningstrinnet skærer strengene, der forbinder de to spiraler, ved enten at spalte det originale par krydsende tråde eller ved at spalte de ikke-krydsende tråde. Når de oprindelige krydsende tråde skæres, er de adskilte DNA-helices stort set uændrede, bortset fra udveksling af enkeltstrenget DNA, der danner heterodupleksen.

    Ved at skære de originale ikke-krydsende tråde dannes to rekombinante kromosomer gennem den gensidige udveksling af dobbeltstrengede DNA-segmenter.

    DSBR-vej til reparation af dobbeltstrengede brud i DNA

    der er to veje, hvormed dobbeltstrengede brud i DNA repareres ved homolog rekombination. Efter strengudveksling og DNA-syntese involverer double streng break repair (DSBR) – vejen dannelsen af et andet Holliday-kryds mellem et 3′ DNA-segment, der ikke er involveret i strenginvasion og et homologt kromosom.

    de dobbelte Holliday-kryds skæres i rekombinante produkter ved at spalte de to tråde ved hvert Holliday-kryds via nicking endonukleaser. DSBR-stien har tendens til at resultere i kromosomal crossover og er afhængig af, om krydsende eller ikke-krydsende tråde skæres ved hvert Holliday-kryds. Den rekombinationelle reparation af dobbeltstrengede pauser gennem DBSR er kun en mindre vej under mitose.

    SDSA-vej til reparation af dobbeltstrengede brud i DNA

    den synteseafhængige strengglødningsvej (SDSA) er den vigtigste mekanisme til reparation af dobbeltstrengede brud i DNA under mitose. Ikke-crossover-produkter dannes ved at udvide regionen af heterodupleks DNA gennem grenmigration, før den nyligt syntetiserede 3′ – ende anneals til den komplementære enkeltstreng på den anden side af bruddet.

    SDSA er også den homologe rekombinationsvej til produktion af ikke-crossover-produkter i meiose I tilfælde af dobbeltstrengbrud. SDSA-vejen for homolog rekombination forhindrer derfor ethvert tab af heterosygositet.

    yderligere læsning

    • alt DNA-indhold
    • hvad er DNA?
    • DNA Properties
    • DNA Chemical Modifications
    • DNA biologiske funktioner
    Shelley Farrar Stoakes

    skrevet af

    Shelley Farrar Stoakes

    Shelley har en kandidatgrad i Human Evolution fra University of Liverpool og arbejder i øjeblikket på sin ph.d., forsker komparativ primat og menneskelig Skeletanatomi. Hun brænder for videnskabskommunikation med særlig fokus på at rapportere de seneste videnskabsnyheder og opdagelser til et bredt publikum. Uden for hendes forskning og videnskab skrivning, Shelley nyder at læse, opdage nye bands i hendes hjemby og gå på lange hund gåture.

    sidst opdateret Feb 26, 2019

    citater

    brug et af følgende formater til at citere denne artikel i dit essay, papir eller rapport:

    • APA

      Stoakes, Shelley Farrar. (2019, 26. februar). Homolog Rekombination. Nyheder-Medicinsk. Hentet den 24. marts 2021 fra https://www.news-medical.net/life-sciences/Homologous-Recombination.aspx.

    • MLA

      Stoakes, Shelley Farrar. “Homolog Rekombination”. Nyheder-Medicinsk. 24 March 2021. <https://www.news-medical.net/life-sciences/Homologous-Recombination.aspx>.

    • Chicago

      Stoakes, Shelley Farrar. “Homologous Recombination”. News-Medical. https://www.news-medical.net/life-sciences/Homologous-Recombination.aspx. (accessed March 24, 2021).

    • Harvard

      Stoakes, Shelley Farrar. 2019. Homologous Recombination. News-Medical, viewed 24 March 2021, https://www.news-medical.net/life-sciences/Homologous-Recombination.aspx.

Skriv et svar

Din e-mailadresse vil ikke blive publiceret. Krævede felter er markeret med *