معلومة

متى يحدث تخليق هيستون فيما يتعلق بتكرار الحمض النووي؟

متى يحدث تخليق هيستون فيما يتعلق بتكرار الحمض النووي؟



We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

هل يجب تصنيع الهستونات قبل نسخ الحمض النووي للسماح للحمض النووي بالالتفاف حول الهستونات؟


نعم ، يجب عليهم ذلك. لكن هذا مجرد نصف القصة.

يتم تصنيع الهستونات (القانونية) المستخدمة في تكرار الحمض النووي في بداية المرحلة S ، ثم يتم نقلها لاحقًا إلى النواة. أظهرت الدراسات أن الحمض النووي المُصنَّع حديثًا يتم تعبئته فورًا في النيوكليوسومات. وبالتالي ، من الضروري أن تكون هذه الهياكل متاحة قبل (أو على الأقل في الوقت المناسب مع) النسخ المتماثل.

ومع ذلك ، هناك نماذج مختلفة حول كيفية إدخال الهستونات في الحمض النووي الجديد. يفترض أحد النماذج أن النوكليوسومات القديمة والجديدة قد تم دمجها في الحمض النووي المركب حديثًا بعد شوكة النسخ المتماثل. يفترض البعض الآخر نهجًا شبه محافظ حيث يتم تفكيك الهستونات القديمة في وحداتها الفرعية ثم خلطها مع الوحدات المركبة حديثًا. على سبيل المثال ، هناك نموذج يقترح أن الأبوين H2A / H2B وثنائيات H3 / H4 تنفصل ، بينما يفترض نموذج آخر تفكك ثنائيات H3 / H4 أيضًا.

شكل: نماذج تخليق النيوكليوسوم لتكرار الحمض النووي

مراجع

أ أنجيليك جالفاني وكريستوف تيريت (2013). النسخ المتماثل - الحمض النووي في بيئة الكروماتين الحرارية ، آليات تكرار الحمض النووي ، د. ديفيد ستيوارت (محرر) ، InTech ، DOI: 10.5772 / 52656. متاح من: https://www.intechopen.com/books/the-mechanisms-of-dna-replication/replicating-dna-in-the-refractory-chromatin-environment


في علم الأحياء الجزيئي للخلية (الفصل 4) ، كتب ذلك

يتم تصنيع الهيستونات الرئيسية بشكل أساسي خلال المرحلة S من دورة الخلية ويتم تجميعها في نيوكليوسومات على حلزونات DNA الابنة خلف شوكة النسخ المتماثل (انظر الشكل 5-32). في المقابل ، يتم تصنيع معظم متغيرات هيستون خلال الطور البيني. غالبًا ما يتم إدخالها في الكروماتين المشكل بالفعل ، الأمر الذي يتطلب عملية تبادل هيستون محفزة بواسطة مجمعات إعادة تشكيل الكروماتين المعتمدة على ATP التي تمت مناقشتها سابقًا


خطوات وعملية نسخ الحمض النووي

الحمض النووي هو المادة الجينية التي تحدد كل خلية. قبل أن تتضاعف الخلية وتنقسم إلى خلايا ابنة جديدة من خلال الانقسام أو الانقسام الاختزالي ، يجب نسخ الجزيئات الحيوية والعضيات لتوزيعها بين الخلايا. يجب تكرار الحمض النووي الموجود داخل النواة للتأكد من أن كل خلية جديدة تتلقى العدد الصحيح من الكروموسومات. تسمى عملية تكرار الحمض النووي تكرار الحمض النووي. يتبع النسخ المتماثل عدة خطوات تتضمن بروتينات متعددة تسمى إنزيمات النسخ المتماثل و RNA. في الخلايا حقيقية النواة ، مثل الخلايا الحيوانية والخلايا النباتية ، يحدث تكرار الحمض النووي في المرحلة S من الطور البيني أثناء دورة الخلية. تعد عملية تكرار الحمض النووي أمرًا حيويًا لنمو الخلايا وإصلاحها وتكاثر الكائنات الحية.

الماخذ الرئيسية

  • حمض الديوكسي ريبونوكلييك ، المعروف باسم DNA ، هو حمض نووي يحتوي على ثلاثة مكونات رئيسية: سكر ديوكسيريبوز ، فوسفات ، وقاعدة نيتروجينية.
  • نظرًا لأن الحمض النووي يحتوي على المادة الوراثية لكائن حي ، فمن المهم نسخها عندما تنقسم الخلية إلى خلايا وليدة. تسمى العملية التي تنسخ الحمض النووي بالنسخ المتماثل.
  • يتضمن النسخ المتماثل إنتاج حلزونات متطابقة من الحمض النووي من جزيء DNA مزدوج الشريطة.
  • تعتبر الإنزيمات ضرورية لتكرار الحمض النووي لأنها تحفز خطوات مهمة جدًا في العملية.
  • تعتبر عملية النسخ المتماثل الشاملة للحمض النووي مهمة للغاية لنمو الخلايا وتكاثر الكائنات الحية. كما أنه حيوي في عملية إصلاح الخلايا.

استقلاب الحمض النووي: التوليف والنسخ المتماثل والتدهور

أ. يتطلب بدء تخليق الحمض النووي التهيئة بطول قصير من الحمض النووي الريبي (10-200 نيوكليوتيدات طويلة).

ب. تتضمن عملية التحضير هذه هجومًا محببًا للنواة بواسطة مجموعة 3 & # 8242-hydroxyl من مادة RNA التمهيدي على α-phosphate لثلاثي فوسفات deoxynucleoside مع فصل البيروفوسفات.

ج. إن المجموعة 3 & # 8242-hydroxyl الخاصة بمجموعة deoxyribonucleoside monophos & shyphate و shytached أصبحت حرة في تنفيذ هجوم محب للنيوكليوفيليك على ثاني فوسفات الديوكسي ريبونوكليوسيد الداخل على جزء الفوسفات ألفا مع الانقسام خارج البيروفوسفات.

د. يعتمد اختيار مادة ديوكسي ريبونوكليوتيد المناسبة على الاقتران الصحيح مع الشريط الآخر (القالب) لجزيء الحمض النووي.

ه. يفرض النموذج في أي من dNTP يكون مكملًا ويحمل ذلك من خلال الترابط المائي والشيغن.

F. تحدث بلمرة ديوكسي ريبونوكليوتيدات بهذه العملية في مرحلة متقطعة يبلغ طولها حوالي 100 نيوكليوتيد.

ز. يُطلق على خيط الحمض النووي المركب حديثًا في & يتم تحويله إلى RNA التمهيدي شظايا okazaki.

ح. عندما يتم إنتاج العديد من أجزاء okazaki وخجولها ، يبدأ مجمع النسخ المتماثل في إزالة بادئات RNA بواسطة بوليمر DNA & shyase I ويتم ملء الفجوات التي خلفتها إزالتها بواسطة ديوكسينوكليوتيد مقترن بقاعدة مناسبة. يغلق إنزيم DNA ligase شظايا الحمض النووي المركب حديثًا.

2. تكرار الحمض النووي:

أ. نظرًا لفك الحلزون المزدوج للحمض النووي ، يعمل كل خيط كقالب لتشكيل حبلا جديد. هذه العملية تسمى النسخ المتماثل.

ب. أنواع النسخ المتماثل:

(ط) النسخ المحافظ:

إن حبلا paren & shytal لا يكون أبدًا منفصلاً وخجولًا تمامًا. لذلك ، بعد جولة واحدة من النسخ المتماثلة والنسخ المتماثلة ، تحتوي الأبنة المزدوجة على خيوط الوالدين فقط والأخرى على خيوط الابنة الوحيدة.

(2) النسخ شبه المحافظ:

عملية فك جزيئات الابنة الحلزونية المزدوجة ، كل منها يتكون من حبلا أبوي وحبلا مركب حديثًا يتكون من الشريط التكميلي ، يسمى rep & shylication شبه المتحفظ.

ب. عملية النسخ المتماثل:

(ط) الشروع في تكرار الحمض النووي:

(1) يبدأ النسخ المتماثل عند نقطة ini & shytiation محددة وهذا هو نوع فريد من نوعه وخجل من القواعد تسمى Ori.

(2) يوجد في أوري سلسلتان من عمليات إعادة التدوير القصيرة مثل ثلاثة تكرارات لتسلسل مكون من 13 زوجًا أساسيًا وأربعة تكرارات لتسلسل زوج من 9 أزواج.

(3) في عملية البدء ، يتم لف حوالي 20 جزيء بروتين Dna A لكل جزيء ATP مرتبط ، عند التكرارات الأربعة لتسلسل زوج من 9 قواعد ، يتم لف الحمض النووي حول المركب (الأولي).

(4) بمساعدة ATP والهيستون مثل البروتين HU ، يتم تغيير طبيعة الأزواج الثلاثة المكونة من 13 قاعدة من re & shypeats لإعطاء com و shyplex المفتوح.

(5) بمساعدة بروتين Dna C ، يرتبط بروتين ATP Dna B بـ com & shyplex المفتوح لتشكيل مجمع الحواف التحضيري. نتيجة لذلك ، يحدث تفكك الحمض النووي ويبدأ النسخ المتماثل الأولي.

في عملية الاستطالة والخجل من النسخ المتماثل ، يتم إجراء عمليتين O & shycur مثل توليف الخيوط الرائدة وتخليق الخيوط المتأخرة.

(1) التوليف الرائد للحبال:

(أ) يبدأ تخليق الخيط الرائد بتخليق التمهيدي للحمض النووي الريبي (10 إلى 60 نيوكليوتيد) بواسطة بروتين Dna G في أصل النسخ المتماثل.

(ب) يتم بعد ذلك إضافة Deoxyribonucleotides إلى هذا التمهيدي بواسطة DNA polymerase III (وهو يواكب شوكة النسخ المتماثل).

(ج) تساعد جزيئات SSB على تثبيت الشريط المنفصل.

(د) تفصل Helicases خيوط DNA عند الشوكة.

(هـ) يعمل Topoisomerase II (DNA gyrase) على تخفيف الضغط الناتج عن الهليكازات.

(و) يتم تكرار هذا الخيط الرئيسي بطريقة مستمرة في الاتجاه 5 & # 8242 إلى 3 & # 8242.

(2) تأخر توليف حبلا:

(أ) يتم تكرار الخيط المتخلف بشكل متقطع ويجب أن يتم تصنيعه وخجول في شظايا قصيرة (شظايا أوكازاكي) يتم تصنيعها في الاتجاه المعاكس لحركة الشوكة.

(ب) توليف شظايا أوكازاكي:

يسافر مركب primo-some متعدد البروتينات في نفس direc & shytion مثل شوكة النسخ المتماثل.

على فترات متقطعة ، يقوم بروتين Dna G بمزامنة وتخليق مادة RNA التمهيدي لجزء جديد من أوكازاكي. يستمر التركيب في الاتجاه المعاكس لحركة الشوكة. يتم تمديد كل تمهيدي بواسطة DNA polymerase III.

(ج) عند اكتمال جزء أوكازاكي الجديد ، يتم إعادة تحريك مادة RNA التمهيدي بواسطة بوليميريز الحمض النووي I. يتم إغلاق النك المتبقي (رابطة فوسفوديستر مكسورة لترك 3 & # 8242 OH و 5 & # 8242 فوسفات) بواسطة DNA ligase.

لا يُعرف سوى القليل جدًا عن هذه العملية ، ومن المفترض أن DNA topoisomerase IV يبدو ضروريًا للفصل النهائي لجزيئي DNA الدائرية المكتملة.

3. تدهور الحمض النووي:

يمكن تصنيف تلف الحمض النووي إلى 4 أشكال:

(أ) تعديل قاعدة واحدة:

يشمل الضرر الأساسي الوحيد ترطيب بقايا السيتوزين بواسطة الأشعة فوق البنفسجية والأشعة.

(ب) اثنان من التعديلات الأساسية:

يتضمن الضرر الأساسيين تكوين ثايمين - ثايمين ثايمين عبر جزء سيكلوبوتان.

يمكن إنشاء فواصل السلسلة عن طريق التشعيع مثل التعرض للأشعة السينية.

تؤدي عوامل الارتباط المتقاطعة التي تربط قواعد الخيوط المتقابلة أيضًا إلى تعديلين أساسيين. يمكن أن تحدث الارتباطات المتقاطعة والشيلانية أيضًا بين جزيء الحمض النووي والهستونات.

4. مجمع DNA Polymerase:

أ. تشارك جزيئات DNA polymerase المختلفة في تكرار الحمض النووي.

هذه موجودة في ثلاث خصائص مهمة:

ب. يُظهر استطالة السلسلة معدل حدوث البلمرة. العملية هي تعبير عن عدد النيوكليوتيدات المضافة إلى السلسلة الوليدة قبل أن ينفصل البوليميراز عن القالب. تحدد وظيفة التدقيق في القراءة أخطاء النسخ وتصححها.

ج. InE. Coli، polymerase 111 (Polymerase 111) func & shytions عند شوكة النسخ المتماثل. إنه يحفز أعلى معدل لاستطالة السلسلة وهو الأكثر عملية. إنه قادر على الحصول على 0.5 ميغا بايت من الحمض النووي بخجل خلال دورة واحدة على الشريط الرئيسي. إنه نتاج وخجل من جين الحمض النووي E في الإشريكية القولونية.

د. إن البوليميراز 11 (Pol 11) غالبًا ما يكون مخدوعًا ومختلطًا بقراءة الإثبات وإصلاح الحمض النووي.

ه. يكمل البوليميراز 1 (Pol 1) تزامن السلسلة والخلل بين شظايا أوكازاكي على الشريط المتأخر.

F. في خلايا الثدييات ، يكون البوليميراز قابلاً للشفاء من بلمرة حوالي 100 نيوكليوتيد في الثانية. هذا المعدل المنخفض هو نتيجة لتداخل النيوكليوسومات.

5. إصلاح الإنزيمات الحمض النووي التالف:

أ. وقد استنتج أن الأشخاص الناجين لديهم آليات لإصلاح تلف الحمض النووي الناجم عن أخطاء النسخ والنسخ أو الإهانات البيئية.

ب. يعتمد النسخ المتماثل على الزوج المحدد وقواعد النوكليوتيدات الخجولة. يعتمد الاقتران الصحيح على وجود توتومر مفضل & # 8217s من نيوكليوتيدات البيورين والبيريميدين. يمكن ضمان الاقتران الصحيح للقاعدة من خلال مراقبة الاقتران الأساسي مرتين.

تحدث هذه المراقبة المزدوجة في كل من الأنظمة البكتيرية والثديية. لا ينتج عن هذه المراقبة المزدوجة أخطاء في الاقتران الخاطئ بسبب وجود الصقل غير المفضل & # 8217s.

ج. تؤدي أخطاء النسخ إلى تراكم الطفرات وتحويلها.

د. يتم استبدال أضرار الحمض النووي بإصلاح عدم التطابق ، وإصلاح ختان القاعدة ، وإصلاح ختان النوكليوتيدات ، وإصلاح كسر الشرائط المزدوجة. يمكن إرجاع العيب في الخيط الواحد إلى شكله الأصلي من خلال الاعتماد على المعلومات التكميلية المخزنة في الخيط غير المتأثر.

بعض إنزيمات الإصلاح متعددة الوظائف:

أنا. تم العثور على بعض إنزيمات الإصلاح كمركب ولامع لمركب TF11H الكبير الذي يلعب دورًا رئيسيًا في نسخ الجينات. يشارك مكون آخر من TF11H في تنظيم دورة الخلية. تشارك بعض إنزيمات الإصلاح في إعادة ترتيب الجينات والخجل الذي يحدث عادة.

ثانيا. في المرضى الذين يعانون من رنح توسع الشعيرات ، وهو مرض وراثي جسمي متنحي في البشر ، هناك حساسية متزايدة للضرر بواسطة الأشعة السينية. المرضى الذين يعانون من فقر الدم Fanconi & # 8217s يعانون من خلل في إصلاح الوصلات المتقاطعة والضرر المتقشر.

ثالثا. كل هذه المتلازمات السريرية مرتبطة وخجولة بزيادة وتيرة الإصابة بالسرطان.


مقدمة

يتم تغيير الحمض النووي الخلوي باستمرار بواسطة عوامل داخلية وخارجية ، مما يؤدي إلى عشرات الآلاف من الآفات في خلية بشرية كل يوم (Lindahl ، 1993). يمكن تصنيف هذا الضرر إلى نوعين حسب الحجم: الحمض النووي غير الضخم والحمض النووي الضخم. تشمل آفات الحمض النووي غير الضخمة عدم التطابق في القواعد والمواقع القاعدية وتعديلات القاعدة الصغيرة ، والتي يتم إصلاحها بشكل عام عن طريق إصلاح عدم التطابق (MMR) وإصلاح ختان القاعدة (BER) وإصلاح شق النوكليوتيدات (NIR) وإصلاح الانعكاس المباشر (DRR) ، و translesion DNA synthesis (TLS) (Gros et al.، 2004 Fortini and Dogliotti، 2007 Sharma et al.، 2013 Yi and He، 2013 Ignatov et al.، 2017). تشمل آفات الحمض النووي الضخمة ، من بين أنواع أخرى من الضرر: الانقطاعات المزدوجة ، الروابط المتقاطعة لبروتين الحمض النووي (DPCs) ، والروابط المتقاطعة للحمض النووي داخل الجديلة وفيما بينها. يتطلب التعقيد الهيكلي لبعض آفات الحمض النووي الضخمة استخدام العديد من مسارات إصلاح الحمض النووي التي تعمل بطريقة منسقة ، بما في ذلك إعادة التركيب المتماثل (HR) ، والانضمام غير المتماثل للحمض النووي (NHEJ) ، وإصلاح ختان النوكليوتيدات (NER) ، و TLS و BER نظام إشارات فقر الدم فانكوني (FA) وآلات تحليل البروتين المعقدة (Ishchenko et al.، 2006 Ho and Sch & # x00E4rer، 2010 Duxin et al.، 2014 Tretyakova et al.، 2015 Martin et al.، 2017). تسبب آفات الحمض النووي غير الضخمة اضطرابات الحمض النووي المحدودة والمحلية ، في حين أن التشوهات الضخمة تسبب تشوهات كبيرة في البنية الحلزونية الشاملة للحمض النووي (Ide et al. ، 2011). تتشكل الروابط المتقاطعة للبروتين الدنا (DPCs) عندما يرتبط البروتين تساهميًا بالحمض النووي (تريتياكوفا وآخرون ، 2015). يصعب إصلاحها بسبب طابعها الضخم للغاية مقارنة بآفات الحمض النووي المعروفة الضخمة المشوهة للحلزون ، مثل ثنائيات بيريميدين المستحثة بالأشعة فوق البنفسجية. يمكن إنشاء هذه المقاربات الضخمة جدًا عن طريق تعرض الخلايا لعوامل الربط التبادلي الداخلية والخارجية (Stingele et al. ، 2017 Zhang et al. ، 2020). يتعارض وجود البروتين المرتبط تساهميًا بالحمض النووي بشدة مع تكرار الحمض النووي والنسخ والإصلاح وإعادة تشكيل الكروماتين (Kuo et al. ، 2007 Klages-Mundt and Li ، 2017 Yudkina et al. ، 2018 Ji et al. ، 2019). يمكن تصنيف DPCs إلى خمسة أنواع ، وفقًا لطبيعة الرابط التساهمي في مركب بروتين الحمض النووي ووجود فواصل حبلا DNA (Ide et al. ، 2015 ، 2018 Nakano et al. ، 2017). يتكون النوع الأول ، وهو النوع الأكثر شيوعًا من DPC ، عندما ترتبط البروتينات تساهميًا بقاعدة نيتروجينية في الحمض النووي غير المعطل. تحدث الروابط المتقاطعة من النوع 2-4 عندما تكون إنزيمات شق الحمض النووي محاصرة في وسيط تساهمية مع حبلا DNA (Ide et al.، 2015، 2018 Nakano et al.، 2017). يتكون النوع 2 عندما يرتبط جليكوزيلات الحمض النووي ثنائي الوظائف وإنزيمات الإصلاح التي تحتوي على & # x03B2-نشاط لياز مثل بوليميريز الحمض النووي & # x03B2 و Parp1 يرتبط بشكل لا رجعة فيه بموقع apurinic / apyrimidinic (AP) المشقوق (Ide et al. ، 2015 ، 2018 ناكانو وآخرون ، 2017). يتم إنشاء النوع 3 أثناء الانقسام الفاشل لشريط الحمض النووي بواسطة topoisomerase 1 (Top1) وتشكيل رابطة التيروزينيل التساهمية & # x2013phosphodiester بين البروتين وشق فوسفات الحمض النووي 3 & # x2032 من SSB (Ide et al.، 2015، 2018 Nakano et آل ، 2017). يولد الإجراء المجهض لـ topoisomerase 2 (Top2) النوع 4 DPC ، حيث يرتبط التيروزين بالفوسفات الطرفي 5 & # x2032 لفواصل الشرائط المزدوجة (DSB) (Ide et al.، 2015، 2018 Nakano et al.، 2017 ). في الآونة الأخيرة ، ظهر نوع جديد من DPC بعد اكتشاف HMCES ، وهو بروتين رابط 5-hydroxymethylcytosine (5hmC) يمكنه التعرف على المواقع اللاأساسية في الحمض النووي المفرد الذي تقطعت به السبل (ssDNA) وتشكيل ارتباط متشابك ssDNA-HMCES لمنع التوليف المعرض للخطأ. بعد الآفة (Mohni et al. ، 2019). نظرًا للاختلافات في البنية والتكوين بين هذه المجموعات الخمس ، تتم معالجة كل نوع من أنواع DPC بواسطة آلية إصلاح متميزة. يبدو من الصعب إزالة DPC من النوع 1 الضخم جدًا في مسارات إصلاح استئصال الحمض النووي الخطي الكنسي لأن وجود جزيء البروتين يمنع الوصول إلى الحمض النووي. ومع ذلك ، كشفت الدراسات الحديثة أن إصلاح ختان النوكليوتيدات (NER) وإعادة التركيب المتماثل (HR) يمكن أن يزيل أنواعًا معينة من DPCs بطريقة تعتمد على نوكلياز (Zhang et al. ، 2020). ومع ذلك ، لا يزال من غير الواضح ما إذا كانت مسارات الإصلاح هذه يمكنها التعامل مع أنواع أخرى من DPC. Stingele et al. اقترح (2017) أن كل مكون من DPC: DNA والبروتين والرابط التساهمي بينهما يمكن معالجته بواسطة ثلاث آليات إصلاح مختلفة. توفر ورقة بحثية حديثة أعدها K & # x00FChbacher و Duxin (2020) مراجعة شاملة حول تكوين وإصلاح DPCs. في هذه المراجعة ، نلخص المعرفة الحالية فيما يتعلق بآليات الإصلاح المتضمنة في إزالة DHCs التي تسببها عوامل سامة جينية مختلفة. يحدث الارتباط التساهمي المتصالب بالحمض النووي في كثير من الأحيان مع بروتينات ربط الحمض النووي ، مثل الهيستونات وعوامل النسخ وإنزيمات استقلاب الحمض النووي بما في ذلك عوامل الإصلاح والتوبويزوميراز (Klages-Mundt and Li ، 2017). في نواة الخلية ، يتم تجميع الهستونات في أوكتامر مكونًا لب النواة مع 147 نقطة أساس من الحمض النووي ملفوفًا حوله ومرتبطًا بإحكام (لوجر وآخرون ، 1997 ، 2012). هذا الهيكل الكروماتيني الأساسي يجعل الهستونات أهدافًا أساسية لعوامل ربط الحمض النووي ، مما يؤدي إلى تكوين روابط متقاطعة للحمض النووي هيستون (DHC) (Solomon and Varshavsky ، 1985). حاليًا ، بدأت آليات الإصلاح التي تتصدى لـ DHCs الناتجة عن عوامل مختلفة في الانهيار.

روابط عبر الحمض النووي هيستون (DHCs)

يتم حزم الحمض النووي للنيوكليوسومات في وحدات مدمجة يشار إليها بالكروموسومات ، حيث يتم توصيل الجسيمات النووية الأساسية عن طريق امتدادات من الحمض النووي الرابط يصل طوله إلى 80 نقطة أساس. يتكون الجسيم الأساسي للنيوكليوسوم (NCP) من نسختين كل منهما من هيستون H2A و H2B و H3 و H4. يتراوح الوزن الجزيئي للهستونات الفردية من 11 إلى 22 KDa ، في حين أن الوزن الجزيئي لهستونات octamer في NCP هو 210 KDa (Eickbush and Moudrianakis ، 1978 Luger et al. ، 1997). يعتمد استقرار النوكليوسوم على تفاعلات البروتين والبروتين المختلفة ، والعديد من الروابط الكهروستاتيكية والهيدروجينية غير التساهمية بين الهيستونات و DNA مزدوج (Luger et al. ، 1997 ، 2012 Davey et al. ، 2002 Rohs et al. ، 2009) ). يمكن تصوير الهيكل الأساسي للكروماتين على أنه تنظيم خرز على سلسلة من النيوكليوسومات الفردية ، والتي يمكن طيها بشكل أكبر إلى هياكل ثانوية وثالثية مدمجة ، بمساعدة متغيرات هيستون الموجودة في بعض النيوكليوسومات والتعديلات اللاحقة للترجمة ( PTMs) الموجودة في ذيول الهيستون المضطربة (Woodcock and Dimitrov ، 2001 Luger et al. ، 2012). يعد طي الكروماتين إلى هياكل أولية وثانوية وثالثية أمرًا ضروريًا لتنظيم إمكانية وصول الحمض النووي إلى الآلات المعقدة متعددة البروتينات المشاركة في تكرار الحمض النووي ونسخه وإصلاحه. تمكّن التفاعلات غير التساهمية بين الحمض النووي والهستونات ديناميكيات الكروماتين من التبديل بين المطابقة المغلقة والمفتوحة.تضعف DHCs مرونة الكروماتين ، مما قد يؤثر لاحقًا على التفاعلات طويلة المدى في الكروماتين التي من شأنها أن تزعج بشكل غير مباشر تكرار الحمض النووي والنسخ والإصلاح داخل مجال مرتبط طوبولوجيًا (TAD) (Hinz et al. ، 2010 Todd and Lippard ، 2010 Tretyakova et al. ، 2015 Hauer and Gasser، 2017 Nakano et al.، 2017). تنتمي DHCs إلى النوع 1 ، وهو شكل غير إنزيمي من DPC ، حيث يرتبط البروتين تساهميًا بالحمض النووي غير المنقطع (Ide et al. ، 2011). تم نشر العديد من الدراسات الشاملة التي تصف آليات تكوين DHCs مؤخرًا (Ming et al. ، 2017 Shang et al. ، 2019 Yang and Greenberg ، 2019) ، ومع ذلك ، من غير المعروف ما إذا كانت توجد آليات إصلاح محددة لإزالة DHCs . في هذه المراجعة ، نركز بشكل أساسي على مسارات إصلاح DHCs ووصف بإيجاز تكوينها.

تشكيل DHCs

تم تحديد المركب التساهمي القابل للذوبان في الماء من الحمض النووي والهيستونات (H2A و H2B) لأول مرة في اختبار الارتباط المتقاطع للأشعة فوق البنفسجية (Smith ، 1966 Sperling and Sperling ، 1978). من خلال هذه النتيجة ، أصبح من الواضح أن الإشعاع فوق البنفسجي يمكن أن يحفز DHCs بالإضافة إلى ثنائيات بيريميدين المعروفة. ثم تم اكتشاف أن الألدهيدات الخارجية والداخلية يمكن أن تشكل أيضًا DHCs في الخلايا (Lam et al. ، 1985 Kuykendall and Bogdanffy ، 1992). أكثر من 10٪ من بقايا الأحماض الأمينية في الهيستونات هي ليسينات ، بينما تتفاعل الألدهيدات بشكل تفضيلي مع مجموعات & # x03B5-amino من السلاسل الجانبية ليسين مع تكوين قاعدة شيف ، والتي تتفاعل بشكل أكبر مع المجموعات الأمينية الحلقية الخارجية من الجوانين والأدينين ، وقواعد الحمض النووي السيتوزين ، مما يؤدي إلى إنشاء ارتباط الميثيلين. العديد من عوامل الربط المتبادل ، مثل الكرومات وأيونات المعادن وسيسبلاتين (رابطة الدول المستقلة-diaminedichloroplatinum-II) ، يحفز أيضًا DHCs في الخلايا (Zhitkovich and Costa ، 1992). لا تسبب مركبات البلاتين روابط متقاطعة بين الحمض النووي والحمض النووي فحسب ، بل تربط أيضًا معقدات بروتين الدنا تساهميًا. في حالة الهستونات (الشكل 1 أ) ، تتقاطع هذه المركبات مع مجموعات أمينية من الليسين و N 7 ذرات من الجوانوزين (تريتياكوفا وآخرون ، 2015 مينغ وآخرون ، 2017). ولوحظ أيضًا وجود روابط متقاطعة بين بقايا الحمض النووي والميثيونين في بنية الأشعة السينية للنيوكليوسومات المعالجة بمركبات البلاتين (Wu et al. ، 2008). يؤدي تعرض النوكليوسوم المنقى إلى عوامل ألكلة ثنائية الوظيفة (على سبيل المثال ، خردل النيتروجين) أيضًا إلى ربط الهستونات بجوانوزينات في الحمض النووي (Shang et al. ، 2019) ، ومع ذلك ، فإن هذه الأنواع من الروابط المتقاطعة في الخلايا أقل وفرة بكثير من تقاطع الحمض النووي. - روابط مع السيستين والهيستدين للبروتينات غير الهيستون (Loeber et al. ، 2009).

شكل 1. آليات تشكيل الروابط المتقاطعة هيستون- DNA. (أ) آليات تفاعل عوامل ربط الحمض النووي. (ب) ربط مباشر للهيستونات بقواعد الحمض النووي المعدلة. (ج) موقع Abasic يتوسط عبر ربط الهستونات بالحمض النووي. NCP-NH2: ن- أمين طرفي (ليسين) من الهيستونات في نواة النواة.

يمكن أن تتفاعل الهيستونات أيضًا بشكل مباشر مع 5-formylcytosine ، وهي قاعدة DNA معدلة تحدث بشكل طبيعي ، و 8-oxoguanine ، وهو منتج رئيسي مؤكسد يتلف الحمض النووي. تتفاعل مجموعات Lysine amino مع 5-formylcytosine (الشكل 1B) ، مع تكوين قاعدة شيف قابلة للعكس (Li et al. ، 2017 Raiber et al. ، 2018). أنتج تفاعل السلاسل الجانبية لليسين مع 8-oxoguanosine بروتينًا مستقرًا مرتبطًا بالسبيرويمينوديهيدانتوين (Sp) adduct (Xu et al. ، 2008).

أخيرًا ، يتم إنتاج غالبية DHCs عن طريق تفاعل بين ليسين هيستون وشكل ألدهيد من 2 & # x2032-deoxyribose في مواقع apurinic / apyrimidinic (AP) (الشكل 1C) التي يتم تشكيلها مباشرة عند التلف أو يتم إنشاؤها أثناء استئصال التالف قواعد مسار إصلاح الختان الأساسي (Solomon and Varshavsky ، 1985 Sczepanski et al. ، 2010). غالبًا ما تخضع قاعدة شيف الناتجة لكسر الخيط & # x00DF-القضاء ، متبوعًا بعكس الارتباط المتقاطع للحمض النووي والهيستون. نظرًا لخروج هيستون دون تغيير من التفاعل ، يُشار أحيانًا إلى العملية برمتها على أنها انشقاق حبلا محفز بالهيستون في مواقع AP (Ren et al. ، 2019). تجدر الإشارة إلى أن هيستون PTMs وحالة الكروماتين يمكن أن يكون لهما تأثير كبير على تكوين DHC في المواقع الأساسية ومع قواعد الحمض النووي (Sczepanski et al. ، 2010 Bowman and Poirier ، 2015).

آليات إصلاح DHC

على الرغم من أن DPCs ، خاصة DHCs ، غالبًا ما تحدث في الخلايا وتمثل تهديدًا مستمرًا لاستقرار الجينوم ، فمن المفترض أنه ، باستثناء فوسفوديستريز الحمض النووي التيروزيل ، لا يوجد مسار متخصص لإصلاح الحمض النووي مخصص لمواجهة هذه التحديات الضخمة. بدلاً من ذلك ، تستخدم الخلية عدة آليات متميزة لإصلاح الحمض النووي وتدهور البروتين لاستهداف مكونات الحمض النووي والبروتين / هيستون المتشابكة في DPC / DHC معين. يمكن اكتشاف البروتين المرتبط تساهميًا وتحطيمه إلى ببتيد صغير بواسطة آلية تحلل البروتين الخلوية ، مثل البروتياز المتخصص SPRTN / Wss1 و Ddi1 و GCNA1 ، أو بالبروتيازوم ، وهو مركب بروتياز متعدد الوحدات يعتمد على ATP ، في حين أن الحمض النووي التالف تم اكتشاف المكون وإصلاحه في مسارات NER و BER و HR و NHEJ و FA.

التحلل البروتيني المعتمد على البروتيازوم للهيستونات مرتبط بالحمض النووي

التحلل البروتيني بوساطة البروتياز هو المسار الرئيسي لتدهور البروتينات التالفة في الخلية. يتكون البروتيازوم 26S من جسيم أسطواني 20S وجسيم واحد أو اثنين من الجسيمات التنظيمية 19S (Ciechanover ، 1998 Lecker et al. ، 2006). على الرغم من أن نواة 20S يمكن أن ترتبط بجزيئات تنظيمية مختلفة ، إلا أن جسيم 19S فقط يمنح القدرة على تحلل البروتينات المنتشرة في كل مكان (Coux et al. ، 1996 Adams ، 2004 Stadtmueller and Hill ، 2011). بالنظر إلى الدور الحيوي للبروتوزوم في تدهور البروتين التالف ، فإن مشاركة البروتيازوم ويوبيكويتين في تحلل البروتينات لـ DHCs أو DPCs لا يزال موضوعًا للنقاش. تثبيط البروتيازوم في Xenopus لم تستقر مستخلصات البيض في DPCs (ناكانو وآخرون ، 2007 دوكسين وآخرون ، 2014). ومع ذلك ، تشير العديد من الدراسات حول إصلاح DPCs في خلايا الثدييات إلى مشاركة البروتياز (Adams، 2004 Baker et al.، 2007 Zecevic et al.، 2010 Larsen et al.، 2019). ظهرت مشاركة البروتيازوم في إزالة DHC لأول مرة في بحث Quievryn و Zhitkovich (2000) ، اللذين اكتشفوا أن مثبطات البروتوزوم تمنع إزالة DHCs وتحسس الخلايا البشرية لمستويات أقل من الفورمالديهايد. دراسة في Xenopus وجدت مستخلصات البيض أن DPCs موجودة في كل مكان بواسطة TRAIP E3 ubiquitin ligase وتتحلل لاحقًا بواسطة البروتوزوم (Duxin et al. ، 2014 Larsen et al. ، 2019). ومع ذلك ، أظهرت دراسة سابقة بوضوح أن DPCs لا يتم تمييزها بسلاسل بوليوبيكويتين ، ولكنها مع ذلك تخضع لتدهور البروتوزوم بواسطة آلية غير مفهومة جيدًا (ناكانو وآخرون ، 2009). يمكن للبروتوزوم 26S أن يتحلل من الهستونات النقية غير المنتشرة في كل مكان (كيسيليف وآخرون ، 2006) ، مما يزيد من احتمال تحلل البروتوزوم للهيستونات التالفة غير المنتشرة في الخلايا. أثبتت دراستان أنه أثناء إجهاد النسخ الناجم عن العوامل السامة للجينات ، تكون الهستونات مفرطة الأسيتيل ، ثم تتحلل على وجه التحديد بطريقة مستقلة عن يوبيكويتين بواسطة مركب بروتيازوم 20S مع المنشط البروتيني PA200 ، وهو جسيم تنظيمي متميز (Qian et al. ، 2013 Mandemaker et al.، 2018). على الرغم من أن هذه الدراسات قد أثبتت أن التحلل المستقل لليوبيكويتين لهستونات الأسيتيل يخفف من إجهاد النسخ المتماثل ، لا يمكن استبعاد الوظيفة الإضافية للبروتيازوم PA200-20S في إصلاح DHC. علاوة على ذلك ، تم اكتشاف PA200 في البقع النووية ، وتم اقتراح دوره في إصلاح الحمض النووي (Ustrell et al. ، 2002). وبالتالي ، يتطلب الفهم الأكثر تفصيلاً لدور البروتيازوم في إصلاح DHC مزيدًا من التحقيق.

20S proteasome عبارة عن جسيم مجوف على شكل برميل يتكون من 28 وحدة فرعية غير متطابقة مرتبة في أربع حلقات مكدسة. يتم عزل المواقع النشطة داخل تجويف داخلي مفصول عن مجمعات 19S و PA200 التنظيمية بواسطة قناة مسورة. هذه القناة 13 & # x00C5 ضيقة جدًا لدخول البروتين المطوي (L & # x00F6we et al. ، 1995 Groll et al. ، 1997). من أجل التحلل الكامل للبروتين المرتبط بالحمض النووي ، يجب أن يدخل نيوكليوتيد الحمض النووي المتقاطع نفسه إلى الغرفة المحللة للبروتين ، وسحب خيط الحمض النووي إلى الداخل. ومع ذلك ، قد يكون مكون DNA الخاص بـ DPC ضخمًا جدًا لدخول القناة. لذلك ، يمكن للبروتيازوم إزالة جزء فقط من البروتين المتصالب ، وتحويل DHC إلى ارتباط متقاطع أصغر من الحمض النووي الببتيد. بدلاً من ذلك ، يمكن أن يشارك البروتياز التقليدي ، الذي يوجد فيه موقع نشط في شق على سطح الإنزيم ، في استئصال الجزء الأكبر من سلسلة البولي ببتيد غير المتصالبة ، والتي يمكن أن تتحلل بعد ذلك بواسطة أي من هذه البروتياز وبواسطة البروتياز.


تحتوي العتائق عادةً على كروموسوم دائري واحد ، قد يصل حجمه إلى 5،751،492 زوجًا أساسيًا في Methanosarcina acetivorans، الذي يضم أكبر جينوم قديم معروف. عُشر هذا الحجم هو 490885 زوجًا أساسيًا من جينوم Nanoarchaeum equitans، الذي يمتلك أصغر جينوم قديم معروف ، ويقدر أنه يحتوي فقط على 537 جينًا لترميز البروتين. توجد أيضًا قطع أصغر مستقلة من الحمض النووي ، تسمى البلازميدات ، في العتائق. يمكن نقل البلازميدات بين الخلايا عن طريق الاتصال الجسدي ، في عملية قد تكون مشابهة للاقتران البكتيري.

شكل: العتيقة: مجموعة هالوباكتيريوم (العتيقة)


هيستون demethylases كلاعبين ناشئين في تنظيم تكرار الحمض النووي وانقسام الخلايا

بالإضافة إلى الأدوار المركزية التي تلعبها هيستون ليسين demethylases في تنظيم الجينات ، وقرارات مصير الخلية وإعادة البرمجة ، فقد ظهر مؤخرًا أن هذه الإنزيمات تشارك أيضًا في العمليات الجزيئية الأساسية التي تدعم تكرار الحمض النووي ، وديناميات دورة الخلية وانقسام الخلية (الشكل 3) .

الشكل 3. نزع ميثيل الهيستون هو جزء متكامل من دورة الخلية

تشكيل الأصول وتكرار الحمض النووي

إن بدء استنساخ الحمض النووي ونسخ المعلومات الجينية هو عملية منظمة للغاية ويتم التحكم فيها بدقة. يعد إنشاء بيئة الكروماتين الصحيحة أمرًا ضروريًا للتكوين السليم لأصول النسخ المتماثل والنسخ المتماثل نفسه 168169170. ومن المثير للاهتمام ، أن الدراسات الحديثة قد تورطت هيستون demethylases في العديد من جوانب تكرار الحمض النووي. على سبيل المثال ، يبدو أن H3K4me3 demethylase KDM5C يلعب دورًا مهمًا في تكوين الأصول وبدء النسخ المتماثل في الجينات المنسوخة مبكرًا بشكل نشط 171. يعتمد هذا على تعبير مرتفع عن KDM5C خلال مرحلة S المبكرة حيث يعمل على إزالة H3K4me3 بفعالية من أصول النسخ المتماثل ، وتعزيز تكوين مجمع ما قبل البدء وقيادة إشغال PCNA. في حالة عدم وجود KDM5C ، أو نشاط demethylase الخاص به ، يستمر H3K4me3 في هذه المواقع وتفشل الأصول المبكرة في بدء النسخ المتماثل بكفاءة ، مما يؤدي إلى إيقاف دورة الخلية 17172. لا يزال من غير الواضح على وجه التحديد كيف تشارك إزالة H3K4me3 في هذه العملية ، ومع ذلك ، من المعروف أن العديد من البروتينات في أصل مجمع النسخ المتماثل تقوم بترميز مجالات قارئ الكروماتين 173. ربما تستجيب مكونات أصل مجمع النسخ المتماثل أو العوامل الأخرى المرتبطة بالنسخ المتماثل لحالة تعديل H3K4.

بمجرد بدء النسخ المتماثل ، يتم أيضًا تنظيم عملية النسخ المتماثل المستمر من خلال نشاط هيستون demethylases. يتم رفع مستويات H3K9me3 demethylase KDM4A / JMJD2A / JHDM3A في المرحلة S ، بالتزامن مع فقدان H3K9me3 وزيادة في H3K9me1 / 2 أثناء النسخ المتماثل 174175. عادةً ما يرتبط H3K9me3 في الكروماتين بالبروتين المحتوي على الكرومودومين HP1γ ، والذي يساهم في تكوين هياكل متغايرة اللون مكثفة 176. خلال مرحلة S ، يتعارض نشاط KDM4A demethylase مع ربط HP1 في مناطق متغايرة اللون ، مما يخلق كروماتينًا يسهل الوصول إليه مطلوبًا لمرور آلية تكرار الحمض النووي 174. يبدو أن هذا النظام يتم التحكم فيه بإحكام من خلال دورة الخلية من خلال تنظيم مستويات بروتين KDM4A المطلوبة لتوقيت النسخ المتماثل الدقيق 83174. لوحظت التأثيرات المعتمدة على KDM4A على تكرار الحمض النووي في خلايا الثدييات والكائن الحي النموذجي C. ايليجانس، مما يشير إلى أن هذه وظيفة محفوظة تطوريًا للإنزيم 174. تمشيا مع دور نشاط KDM4A في التحكم في تكرار الحمض النووي ، يؤدي الإفراط في التعبير عن KDM4A إلى عدم الاستقرار الجيني بطريقة تعتمد على demethylase ، من خلال إعادة التكرار واكتساب النسخ الخاصة بالموقع في المناطق الجينية المتورطة في السرطان 177.

عندما نبدأ في فهم المزيد حول وظيفة دي ميثيلاز هيستون ، يبدو من المحتمل أن لديهم وظائف أكثر انتشارًا وحفظًا وحتى مشتركة في تنظيم تكرار الحمض النووي. هذا مدعوم من الملاحظات في S. بومبي مما يدل على أن KDM1A و KDM1B يساهمان في الإيقاف المؤقت لشوكة النسخ المتماثل المبرمج الذي يعزز التبديل من نوع الطباعة والتزاوج 178. مجتمعة ، تشير هذه الملاحظات إلى أنه من المحتمل أن يكون هناك دور لا يحظى بالتقدير الكافي للهيستون demethylases في تنظيم العمليات التي تبدأ وتنظم النسخ المتماثل الدقيق للجينوم.

انتقالات دورة الخلية وتنظيم الكروموسومات

يعد التحكم في توقيت وديناميكيات دورة الخلية أمرًا ضروريًا لتقسيم الخلية بشكل صحيح ، وقد أظهر العمل الأخير أن demethylases هيستون تلعب عدة أدوار متميزة في التحكم في الانقسام الطبيعي للخلايا (الشكل 3). إحدى الطرق المحددة لتحقيق ذلك هي من خلال قدرتها على التنظيم المباشر للتعبير عن الجينات المطلوبة لتقدم دورة الخلية الطبيعية 72 81179 1801818182. يتجلى ذلك في demethylase KDM7B ، الذي يرتبط بمروجي العديد من منظمات دورة الخلية الرئيسية ، بما في ذلك الجينات المستهدفة E2F1 ، وهو مطلوب لتنشيط النسخ عن طريق إزالة القمع H3K9me1 / 2 و H4K20me1 179. تمشيا مع هذا الدور ، يتم تنظيم مستويات بروتين KDM7B وربطه بالكروماتين بدرجة عالية خلال دورة الخلية ويبدو أن هذا يلعب أدوارًا مهمة في تحولات G1 / S و G2 / M 81179 180. وبالمثل ، ينظم KDM1A بشكل إيجابي التعبير عن MAD2 و BUBR1 ، وهما جزء من مجمع نقطة التفتيش الانقسامية وهما ضروريان لفصل الكروموسوم المناسب أثناء الانقسام 181. يضمن تنظيم النسخ بواسطة demethylases هيستون أيضًا الاستقرار الجيني أثناء انقسام الخلية 183184185 ربما عن طريق إزالة التعديلات المرتبطة بحالات الكروماتين المتساهلة نسبيًا أثناء الانقسام 184186. على سبيل المثال ، يشترك KDM8 / JMJD5 في قمع النسخ في مناطق تكرار الأقمار الصناعية غير المشفرة ، ربما عن طريق إزالة H3K36me2. في حالة عدم وجود نشاط KDM8 ، يؤدي ارتفاع H3K36me إلى تكوين معيب للمغزل ويسبب انقسامًا غير طبيعي للخلايا وعدم الاستقرار الجيني 184. ومع ذلك ، فإن الآلية التي ينظم بها KDM8 H3K36me تظل مثيرة للجدل حيث فشلت دراسات أخرى في مراقبة نشاط هيستون demethylase لـ KDM8 وبدلاً من ذلك ، تشير إلى أن KDM8 قد يعمل كبروتين هيدروكسيلاز 187188189.

ومن المثير للاهتمام ، أنه أثناء انتقالات دورة الخلية ، يمكن أن تعمل ديميثيلاز هيستون أيضًا بشكل مستقل عن تأثيرها على نسخ الجينات. عندما تدخل الخلايا في طور الانقسام الفتيلي ، فإنها تحتاج إلى إيداع H4K20me1 على الكروماتين من أجل تحميل Condensin II ، وهو مركب بروتين هيكلي مطلوب لتكثيف الكروموسوم 179190. نظرًا لأن KDM7B المرتبط بالكروماتين يقوم عادةً بإزالة ميثيل H4K20me1 ، فإن إزالته من الكروماتين مطلوبة لتحقيق الاستقرار في H4K20me1 وتعزيز هذا الانتقال. تحقق الخلية ذلك من خلال الفسفرة المعتمدة على CDK1 / cyclin B لـ KDM7B ، مما يؤدي بعد ذلك إلى تفكك KDM7B عن الكروماتين في الطور 179. على الرغم من أن هذا الارتباط الديناميكي بين KDM7B والكروماتين يتناسب مع وظائفه أثناء دورة الخلية ، يبدو أن مزيلات ميثيل هيستون الأخرى تدعم الفصل الطبيعي للكروموسوم من خلال آليات بديلة. يظل KDM4C / JMJD2C / JHDM3C مرتبطًا بالكروموسومات في جميع أنحاء الانقسام ويقترح للحفاظ على مستويات منخفضة من H3K9me وتنظيم فصل الكروموسوم 183. ومع ذلك ، لا يبدو أن حذف KDM4C في الماوس يؤثر بشكل علني على التطور أو علم وظائف الأعضاء أو التكاثر ، مما يشير إلى أن بعض التأثيرات التي لوحظت في ثقافة الخلية قد لا تعكس تمامًا مطلبًا أساسيًا في الجسم الحي 191. من الآن فصاعدًا ، سيكون من الضروري فهم كيفية مشاركة الهستون ديميثيليز في تقدم دورة الخلية وانقسام الخلايا في الحيوانات ، نظرًا لأن سوء تنظيم هذه الإنزيمات يبدو أنه يلعب دورًا في الانتشار وانقسام الخلايا في السرطان.


الطفرة النقطية هي مبادلة من حرف واحد - تبادل قاعدتين ، الأدينين إلى السيتوزين ، على سبيل المثال ، في مكان واحد في جزيء الحمض النووي. نظرًا لأن تسلسل الحروف في الجين يحدد تسلسل الأحماض الأمينية في البروتين الذي يشفره ، يمكن للطفرة النقطية أن تغير تسلسل الأحماض الأمينية للبروتين الناتج. في بعض الأحيان ، قد يكون للتغيير في تسلسل الأحماض الأمينية للبروتين نتائج دراماتيكية. على سبيل المثال ، يحدث مرض الخلايا المنجلية عندما تؤدي طفرة أحادية النقطة في الجين الذي يشفر جزيء الهيموجلوبين إلى خلايا الدم الحمراء المشوهة.

في بعض الأحيان ، يمكن لأخطاء النسخ إدراج أو حذف أحرف إضافية من الشفرة الجينية. نظرًا لأن عمليات الإدخال والحذف هذه ، التي تسمى indels ، يمكن أن تجعل البروتين الذي ينتجه الجين أقصر أو أطول بكثير ، يمكن أن يكون لهذه الأخطاء تأثير كبير. يمكن أن يكون لل Indels تأثير كبير على بنية البروتين ووظيفته. يمكن أن يؤدي إدخال حرف واحد أو حذفه في بعض الأحيان إلى حدوث طفرة في تغيير الإطارات ، حيث يتم تغيير تسلسل الأحماض الأمينية بالكامل للبروتين الناتج.


مراجع

عباس ، ت. ، كيتون ، إم إيه ، وأمبير دوتا ، أ. عدم الاستقرار الجيني في السرطان. كولد سبرينج حرب. وجهة نظر. بيول. 5، a012914 (2013).

فلاتش ، جيه وآخرون. إجهاد النسخ هو محرك قوي للتدهور الوظيفي في شيخوخة الخلايا الجذعية المكونة للدم. طبيعة سجية 512, 198–202 (2014).

Marahrens ، Y. & amp Stillman ، B. أصل كروموسومي الخميرة لتكرار الحمض النووي المحدد بواسطة عناصر وظيفية متعددة. علم 255, 817–823 (1992). حددت هذه المقالة الطبيعة متعددة الأطراف لـ S. cerevisiae أصل النسخ المتماثل.

ليونارد ، A. C. & amp Méchali ، M. أصول تكرار الحمض النووي. كولد سبرينج حرب. وجهة نظر. بيول. 5، a010116 (2013).

كايرو ، سي وآخرون. يكشف تحليل مقياس الجينوم لأصول النسخ المتماثل metazoan عن تنظيمها في مواقع محددة ولكنها مرنة تحددها الميزات المحفوظة. الدقة الجينوم. 21, 1438–1449 (2011).

فريدمان ، K. L. ، Brewer ، B. J. & amp Fangman ، W. L. ملف النسخ المتماثل لـ خميرة الخميرة الكروموسوم السادس. خلايا الجينات 2, 667–678 (1997).

Heichinger، C.، Penkett، C. J.، Bahler، J. & amp Nurse، P. توصيف الجينوم الواسع لأصول تكرار الحمض النووي للخميرة الانشطارية. EMBO J. 25, 5171–5179 (2006).

Méchali، M. أصول تكرار الحمض النووي حقيقية النواة: العديد من الخيارات للحصول على إجابات مناسبة. القس الطبيعة مول. خلية بيول. 11, 728–738 (2010).

ييلس ، ج.T. ، Deegan ، T. D. ، Janska ، A. ، Early ، A. & amp Diffley ، J.F. ينظم أصل تكاثر الحمض النووي حقيقي النواة مع البروتينات النقية. طبيعة سجية 519, 431–435 (2015). الأول في المختبر إعادة تكوين تكاثر الدنا المنظم من المنقى S. cerevisiae البروتينات.

Masai، H.، Matsumoto، S.، You، Z.، Yoshizawa-Sugata، N. & amp Oda، M. Annu. القس Biochem. 79, 89–130 (2010).

Tanaka، S. & amp Diffley، J.F. التراكم النووي المترابط للخميرة الناشئة Cdt1 و Mcm2–7 خلال المرحلة G1. خلية الطبيعة بيول. 4, 198–207 (2002).

ريموس ، د. وآخرون. تحميل منسق لـ Mcm2–7 سداسيات مزدوجة حول الحمض النووي أثناء ترخيص منشأ نسخ الحمض النووي. زنزانة 139, 719–730 (2009).

أنت ، Z. & amp Masai ، H. Cdt1 تشكل معقدًا مع بروتين صيانة minichromosome (MCM) وتنشط نشاط Helicase. J. بيول. تشيم. 283, 24469–24477 (2008).

Maiorano، D.، Moreau، J. & amp Méchali، M. XCDT1 مطلوب لتجميع المجمعات ما قبل النسخ المتماثل في Xenopus laevis. طبيعة سجية 404, 622–625 (2000).

Maiorano، D.، Rul، W. & amp Méchali، M. تنظيم دورة الخلية لنشاط ترخيص Cdt1 في Xenopus laevis. إكسب. دقة الخلية. 295, 138–149 (2004).

ضربة ، J. J. & amp Gillespie ، P. J. القس الطبيعة. السرطان 8, 799–806 (2008).

صديقي ، K. ، On ، K. F. & amp Diffley ، J.F. تنظيم تكرار الحمض النووي في حقيقيات النوى. كولد سبرينج حرب. وجهة نظر. بيول. 5، a012930 (2013).

DePamphilis، M. L. أصول تكرار الحمض النووي في الكروموسومات metazoan. J. بيول. تشيم. 268, 1–4 (1993).

Taylor ، J.H. زيادة في مواقع تكرار الحمض النووي في الخلايا المحتفظ بها في بداية المرحلة S. الكروموسوما 62, 291–300 (1977).

Blumenthal، A.B، Kriegstein، H.J & amp Hogness، D. S. وحدات تكرار الحمض النووي في ذبابة الفاكهة سوداء البطن الكروموسومات. كولد سبرينج حرب. سيمب. كمية. بيول. 38, 205–223 (1974).

Callan ، H.G. تكرار الحمض النووي في كروموسومات حقيقيات النوى. كولد سبرينج حرب. سيمب. كمية. بيول. 38, 195–203 (1974). كانت المراجع 20 و 21 هي الأولى التي تصف العدد المتزايد لأصول النسخ المتماثل التي تم تنشيطها في وقت مبكر D. melanogaster والأجنة البرمائية.

Kang، S.، Warner، M.D & amp Bell، S. P. وظائف متعددة لأشكال Mcm2–7 ATPase أثناء بدء النسخ المتماثل. مول. زنزانة 55, 655–665 (2014).

هيلر ، آر سي وآخرون. تكرار الحمض النووي المعتمد على الأصل حقيقي النواة في المختبر يكشف عن العمل المتسلسل لـ DDK و S-CDK kinases. زنزانة 146, 80–91 (2011).

تاناكا ، إس وآخرون. يبدأ الفسفرة المعتمدة على CDK لـ Sld2 و Sld3 في تكرار الحمض النووي في الخميرة الناشئة. طبيعة سجية 445, 328–332 (2007).

جاريس ، ب. وأمبير بلوو ، ج. Xenopus تعتمد وظيفة cdc7 على الترخيص ولكن ليس على نشاط XORC أو XCdc6 أو CDK وهي مطلوبة لتحميل XCdc45. تطوير الجينات. 14, 1528–1540 (2000).

Masumoto، H.، Muramatsu، S.، Kamimura، Y. & amp Araki، H. S-Cdk-Based phosphorylation of Sld2 ضروري لتكرار الحمض النووي الكروموسومي في الخميرة الناشئة. طبيعة سجية 415, 651–655 (2002).

Zegerman ، P. & amp Diffley ، J.F. فسفرة Sld2 و Sld3 بواسطة كينازات تعتمد على السيكلين تعزز تكرار الحمض النووي في الخميرة الناشئة. طبيعة سجية 445, 281–285 (2007). تصف المراجع 23-27 أحداث الفسفرة أثناء تنشيط أصول النسخ المتماثل.

Ilves، I.، Petojevic، T.، Pesavento، J. J. & amp Botchan، M.R. تفعيل MCM2–7 هيليكاز بالاقتران مع بروتينات Cdc45 و GINS. مول. زنزانة 37, 247–258 (2010). توضح هذه الورقة أن وظيفة هليكاز DNA لمركب MCM يتم تنشيطها عن طريق تكوين مجمع جديد.

على ، K. F. وآخرون. مجمعات قبل التكرار مجمعة في المختبر دعم تكرار الحمض النووي المعتمد على الأصل والمستقل. EMBO J. 33, 605–620 (2014).

Kumagai ، A. ، Shevchenko ، A. & amp Dunphy ، W.G. Treslin يتعاون مع TopBP1 في تحفيز بدء تكرار الحمض النووي. زنزانة 140, 349–359 (2010).

بوس ، د. وآخرون. يتم الحفاظ على تنظيم تكرار الحمض النووي من خلال تفاعل Sld3 – Dpb11 من الخميرة إلى البشر. بالعملة. بيول. 21, 1152–1157 (2011).

Kumagai ، A. ، Shevchenko ، A. & amp Dunphy ، W. J. خلية بيول. 193, 995–1007 (2011).

Thu ، Y.M & amp Bielinsky ، A.K. الأدوار المبهمة لـ Mcm10 في تكرار الحمض النووي. اتجاهات Biochem. علوم. 38, 184–194 (2013).

Im ، J. S. et al. يتطلب تجميع مركب Cdc45 – Mcm2–7 – GINS في الخلايا البشرية بروتينات Ctf4 / And-1 و RecQL4 و Mcm10. بروك. ناتل أكاد. علوم. الولايات المتحدة الأمريكية 106, 15628–15632 (2009).

Gros ، J. ، Devbhandari ، S. & amp Remus ، D. أصل اللدونة أثناء تكاثر الخميرة في مهدها في المختبر. EMBO J. 33, 621–636 (2014).

Delgado ، S. ، Gomez ، M. ، Bird ، A. & amp Antequera ، F. بدء تكرار الحمض النووي في جزر CpG في كروموسومات الثدييات. EMBO J. 17, 2426–2435 (1998).

كادوريت وجي سي وآخرون. تسلط الدراسات على نطاق الجينوم الضوء على الروابط غير المباشرة بين أصول النسخ المتماثل البشري وتنظيم الجينات. بروك. ناتل أكاد. علوم. الولايات المتحدة الأمريكية 105, 15837–15842 (2008).

كوستاس ، سي وآخرون. رسم الخرائط على مستوى الجينوم لـ نبات الأرابيدوبسيس thaliana أصول تكرار الحمض النووي والعلامات اللاجينية المرتبطة بها. هيكل الطبيعة. مول. بيول. 18, 395–400 (2011).

بيسنارد ، إي وآخرون. كشف توقيعات أصل النسخ المتماثل البشري الخاصة بنوع الخلية والقابلة لإعادة البرمجة المرتبطة بزخارف توافق G-quadruplex. هيكل الطبيعة. مول. بيول. 19, 837–844 (2012).

سميث ، O.K & amp Aladjem ، M.I. هيكل الكروماتين وأصول النسخ المتماثل: محددات تكرار الكروموسوم والتنظيم النووي. جيه مول. بيول. 426, 3330–3341 (2014).

كايرو ، سي وآخرون. رؤى جديدة لخصائص أصل النسخ المتماثل في metazoans. دورة الخلية 11, 658–667 (2012).

فالتون ، أ. ل. وآخرون. تؤثر أشكال G4 على موضع المنشأ والكفاءة في مكررين من الفقاريات. EMBO J. 33, 732–746 (2014).

شو ، ج. وآخرون. تحديد الجينوم وتوصيف أصول النسخ المتماثل عن طريق التسلسل العميق. جينوم بيول. 13، R27 (2012).

Kohzaki، H. & amp Murakami، Y. عوامل النسخ واختيار أصل تكرار الحمض النووي. بيوسيس 27, 1107–1116 (2005).

Goldman، M.A، Holmquist، G. P.، Gray، M.C، Caston، L.A & amp Nag، A. توقيت النسخ المتماثل للجينات والمتواليات المتكررة المتوسطة. علم 224, 686–692 (1984).

مارتن ، إم إم وآخرون. استنفاد الجينوم على نطاق واسع لأحداث بدء النسخ المتماثل في مناطق مكتوبة للغاية. الدقة الجينوم. 21, 1822–1832 (2011).

Sequeira-Mendes، J. et al. يحدد نشاط بدء النسخ كفاءة أصل النسخ المتماثل في خلايا الثدييات. بلوس جينيت. 5، e1000446 (2009).

Lunyak ، V. V. ، Ezrokhi ، M. ، Smith ، H. S. & amp Gerbi ، S. A. التغييرات التنموية في منطقة بدء sciara II / 9A لتكرار الحمض النووي. مول. زنزانة. بيول. 22, 8426–8437 (2002).

Deaton، A. M. & amp Bird، A. CpG Islands وتنظيم النسخ. تطوير الجينات. 25, 1010–1022 (2011).

دانيس ، إي وآخرون. مواصفات أصل النسخ المتماثل للحمض النووي بواسطة مجمع النسخ. خلية الطبيعة بيول. 6, 721–730 (2004).

نوت ، إس آر وآخرون. تحدد عوامل نسخ رأس الشوكة توقيت المنشأ والتكتل بعيد المدى في S. cerevisiae. زنزانة 148, 99–111 (2012).

بيليلي ، ر. وآخرون. Coactivator النسخي NCOA4 يمنع تنشيط أصول تكرار الحمض النووي. مول. زنزانة 55, 123–137 (2014).

MacAlpine ، H. K. ، Gordan ، R. ، Powell ، S. K. ، Hartemink ، A.J & amp MacAlpine ، D. M. ذبابة الفاكهة يتم تحديد موقع ORC لفتح الكروماتين ووضع علامات على مواقع تحميل مجمع cohesin. الدقة الجينوم. 20, 201–211 (2010).

Berbenetz، N.M، Nislow، C. & amp Brown، G.W. تنوع أصول تكرار الحمض النووي حقيقية النواة التي تم الكشف عنها من خلال تحليل الجينوم على مستوى بنية الكروماتين. بلوس جينيت. 6، e1001092 (2010).

Eaton، M.L، Galani، K.، Kang، S.، Bell، S.P & amp MacAlpine، D. M. يحدد تحديد المواقع النووية المحفوظة أصول النسخ المتماثل. تطوير الجينات. 24, 748–753 (2010). تُظهر هذه الدراسة أن تسلسل أصل النسخ المتماثل كافٍ لإنشاء منطقة خالية من النوكليوزوم ، لكن ORC ضروري لتحديد موقع النواة الدقيقة في المناطق المجاورة.

لوبليسكي ، واي وآخرون. تتجمع البروتينات المعقدة قبل النسخ المتماثل في مناطق ذات إشغال نووي منخفض داخل منطقة بدء اختزال ثنائي هيدروفولات الهامستر الصيني. الدقة الأحماض النووية. 39, 3141–3155 (2011).

جيفنز ، آر إم وآخرون. معماريات الكروماتين في محفزات خميرة الانشطار وأصول النسخ المتماثل. الدقة الأحماض النووية. 40, 7176–7189 (2012).

Hizume، K.، Yagura، M. & amp Araki، H. التفاعل المتضافر بين مجمع التعرف على الأصل (ORC) والنيوكليوزومات وأصل النسخ المتماثل DNA يضمن ارتباط ثابت أصل ORC. خلايا الجينات 18, 764–779 (2013).

Liu، J.، McConnell، K.، Dixon، M. & amp Calvi، B. R. تحليل أصول تكرار النموذج في ذبابة الفاكهة يكشف عن جوانب جديدة لمنظر الكروماتين وعلاقته بنشاط الأصل والمركب التكراري. مول. بيول. زنزانة 23, 200–212 (2012).

لومبرانا ، آر وآخرون. تحليل عالي الدقة لمواقع بدء تخليق الحمض النووي وبنية النوكليوزوم في أصول التكاثر الفعالة للثدييات. EMBO J. 32, 2631–2644 (2013).

Iizuka، M.، Matsui، T.، Takisawa، H. & amp Smith، M. M. تنظيم ترخيص النسخ المتماثل بواسطة acetyltransferase Hbo1. مول. زنزانة. بيول. 26, 1098–1108 (2006).

يعتبر نشاط Miotto ، B. & amp Struhl ، K. HBO1 هيستون أسيتيلاز ضروريًا لترخيص تكرار الحمض النووي ويمنعه الجيمينين. مول. زنزانة 37, 57–66 (2010).

Burke ، T.W ، Cook ، J.G ، Asano ، M. & amp Nevins ، J.R. تتفاعل عوامل النسخ المتماثل MCM2 و ORC1 مع هيستون أسيتيل ترانسفيراز HBO1. J. بيول. تشيم. 276, 15397–15408 (2001).

تاردات ، م وآخرون. ينظم هيستون H4 Lys 20 methyltransferase PR-Set7 أصول النسخ المتماثل في خلايا الثدييات. خلية الطبيعة بيول. 12, 1086–1093 (2010).

بيك ، دي.بي وآخرون. يعتمد دور PR-Set7 في ترخيص النسخ المتماثل على Suv4–20h. تطوير الجينات. 26, 2580–2589 (2012).

كو ، أ.جيه وآخرون. يربط مجال BAH الخاص بـ ORC1 H4K20me2 بترخيص تكرار الحمض النووي ومتلازمة ماير جورلين. طبيعة سجية 484, 115–119 (2012).

بيكارد ، إف وآخرون. يرتبط البرنامج الزماني المكاني لتكرار الحمض النووي بتوليفات محددة من علامات الكروماتين في الخلايا البشرية. بلوس جينيت. 10، e1004282 (2014).

يو ، واي وآخرون. تنظم مثيلة هيستون H3 ليسين 56 تكرار الحمض النووي من خلال تفاعلها مع PCNA. مول. زنزانة 46, 7–17 (2012).

فو ، هـ وآخرون. ترتبط مثيلة هيستون H3 على ليسين 79 بمجموعة من أصول النسخ المتماثل وتساعد على الحد من تكرار الحمض النووي مرة واحدة في كل دورة خلية. بلوس جينيت. 9، e1003542 (2013).

ستراود ، هـ وآخرون. تحليل على مستوى الجينوم لمتغيرات هيستون H3.1 و H3.3 في نبات الأرابيدوبسيس thaliana. بروك. ناتل أكاد. علوم. الولايات المتحدة الأمريكية 109, 5370–5375 (2012).

باك ، دي تي وآخرون. ارتباط مجمع التعرف على الأصل مع الهيتروكروماتين و HP1 في حقيقيات النوى العليا. زنزانة 91, 311–323 (1997).

Prasanth ، S.G ، Shen ، Z. ، Prasanth ، K.V & amp Stillman ، B. مجمع التعرف على الأصل البشري ضروري لربط HP1 بالكروماتين ومنظمة الكروماتين غير المتجانسة. بروك. ناتل أكاد. علوم. الولايات المتحدة الأمريكية 107, 15093–15098 (2010). تُظهر المراجع 71 و 72 العلاقات بين ORC و HP1.

Nagano، T. & amp Fraser، P. وظائف لا معنى لها للـ RNAs الطويلة غير المشفرة. زنزانة 145, 178–181 (2011).

محمد ، إم ، دونتي ، تي آر ، سيباستيان ياكيسيتش ، جيه ، سميث ، إيه جي أند كابلر ، جي إم تيتراهيمينا أو آر سي يحتوي على جزء من الحمض النووي الريبي الريبوزومي الذي يشارك في التعرف على أصل الحمض النووي الريبي. EMBO J. 26, 5048–5060 (2007).

نورسين ، جيه وآخرون. التوظيف المعتمد على الحمض النووي الريبي لمجمع التعرف على الأصل. EMBO J. 27, 3024–3035 (2008).

نورسن ، جيه ، جونسون ، إف بي أند ليبرمان ، بي إم دور لربط الحمض النووي الريبي G-quadruplex بواسطة مستضد فيروس Epstein-Barr النووي 1 في تكرار الحمض النووي وتوصيل الكروموسوم الطوري. J. فيرول. 83, 10336–10346 (2009).

هوشينا ، إس وآخرون. يرتبط مجمع التعرف على الأصل البشري بشكل تفضيلي مع الحمض النووي الريبي المفضل G-quadruplex والحمض النووي أحادي الجديلة. J. بيول. تشيم. 288, 30161–30171 (2013).

كريستوف ، سي بي ، جاردينر ، تي جيه ، سزوتس ، د. & أمبير كروود ، ت. المتطلبات الوظيفية لـ Y RNAs غير المشفرة لتكرار الحمض النووي الصبغي البشري. مول. زنزانة. بيول. 26, 6993–7004 (2006).

Collart ، C. ، Christov ، C.P ، Smith ، J.C & amp Krude ، T. يحدد انتقال midblastula بداية تكرار الحمض النووي المعتمد على Y RNA في Xenopus laevis. مول. زنزانة. بيول. 31, 3857–3870 (2011).

Newport، J. & amp Spann، T. تفكيك النواة في المستخلصات الانقسامية: حويصلة الغشاء ، تفكيك اللامين ، وتكثيف الكروموسوم هي عمليات مستقلة. زنزانة 48, 219–230 (1987).

Sheehan، M.A، Mills، A. D.، Sleeman، A. M.، Laskey، R.A & amp Blow، J.J. خطوات في تجميع النوى المختصة بالنسخ المتماثل في نظام خالٍ من الخلايا من Xenopus بيض. J. خلية بيول. 106, 1–12 (1988).

Coue، M.، Kearsey، S. E. & amp Méchali، M. ربط الكروماتين، التوطين النووي و فسفرة Xenopus cdc21 تعتمد على دورة الخلية وترتبط بالتحكم في بدء تكرار الحمض النووي. EMBO J. 15, 1085–1097 (1996).

والتر ، ج. ، صن ، ل. & نيوبورت ، ي. تنظيم تكاثر الحمض النووي الصبغي في غياب النواة. مول. زنزانة 1, 519–529 (1998).

Guelen، L. et al. تم الكشف عن تنظيم المجال للكروموسومات البشرية من خلال تعيين تفاعلات الصفيحة النووية. طبيعة سجية 453, 948–951 (2008).

غولدبرغ ، إم ، جينكينز ، إتش ، ألين ، تي ، ويتفيلد ، دبليو جي أند هوتشيسون ، سي جي. Xenopus يلعب lamin B3 دورًا مباشرًا في تجميع النواة المختصة بالنسخ المتماثل: دليل من مستخلصات البيض الخالية من الخلايا. J. خلية علوم. 108, 3451–3461 (1995).

ويلسون ، آر إتش وأمب كوفرلي ، د. العلاقة بين تكرار الحمض النووي والمصفوفة النووية. خلايا الجينات 18, 17–31 (2013).

Huberman ، J.A & amp Riggs ، A. D. حول آلية تكرار الحمض النووي في كروموسومات الثدييات. جيه مول. بيول. 32, 327–341 (1968). هذه ورقة كلاسيكية تصف مجموعات وحدات النسخ المتماثل.

ناغانو ، تي وآخرون. يكشف Hi-C أحادي الخلية عن تباين من خلية إلى أخرى في بنية الكروموسوم. طبيعة سجية 502, 59–64 (2013).

Brewer، B. J. & amp Fangman، W. L. البدء في أصول النسخ المتماثل المتقاربة في كروموسوم الخميرة. علم 262, 1728–1731 (1993). تصف هذه الورقة تدخل أصل النسخ المتماثل في S. cerevisiae.

Lebofsky ، R. ، Heilig ، R. ، Sonnleitner ، M. ، Weissenbach ، J. & amp Bensimon ، A. يزيد تداخل أصل تكرار الحمض النووي التباعد بين أحداث البدء في الخلايا البشرية. مول. بيول. زنزانة 17, 5337–5345 (2006).

Marheineke، K. & amp Hyrien، O. التحكم في كثافة أصل النسخ المتماثل ووقت إطلاق النار في Xenopus مستخلصات البيض: دور نقطة تفتيش حساسة للكافيين تعتمد على ATR. J. بيول. تشيم. 279, 28071–28081 (2004).

Buongiorno-Nardelli، M.، Micheli، G.، Carri، M. T. & amp Marilley، M. علاقة بين حجم النسخ المتماثل ونطاقات الحلقة فائقة الالتفاف في جينوم حقيقيات النوى. طبيعة سجية 298, 100–102 (1982).

Lemaitre ، J.M ، Danis ، E. ، Pasero ، P. ، Vassetzky ، Y. & amp Méchali ، M. زنزانة 123, 1–15 (2005).

كوربيه ، إس وآخرون. تحدد حركة شوكة النسخ المتماثل حجم حلقة الكروماتين واختيار الأصل في خلايا الثدييات. طبيعة سجية 455, 557–560 (2008).

Berezney، R.، Dubey، D.D & amp Huberman، J.A. عدم تجانس النسخ المتماثلة حقيقية النواة ومجموعات النسخ المتماثل وبؤر النسخ المتماثل. الكروموسوما 108, 471–484 (2000).

Cseresnyes، Z.، Schwarz، U. & amp Green، C.M. تحليل مصانع النسخ المتماثل في الخلايا البشرية عن طريق الفحص المجهري الضوئي فائق الدقة. بيول خلية BMC. 10, 88 (2009).

Cardoso، M.C، Schneider، K.، Martin، R.M & amp Leonhardt، H. هيكل ووظيفة وديناميكيات الأجزاء الفرعية النووية. بالعملة. رأي. خلية بيول. 24, 79–85 (2012).

تاكاهاشي ، T. S. ، Yiu ، P. ، Chou ، M.F ، Gygi ، S. & amp Walter ، J.C Recruitment of Xenopus يتطلب Scc2 و cohesin إلى الكروماتين مجمع ما قبل النسخ المتماثل. خلية الطبيعة بيول. 6, 991–996 (2004).

Guillou ، إي وآخرون. ينظم Cohesin حلقات الكروماتين في مصانع تكرار الحمض النووي. تطوير الجينات. 24, 2812–2822 (2010). تشير المراجع 53 و 99 إلى وجود صلة بين تجنيد التماسك وتشكيل ما قبل المنسقين المقيمين.

تعد مجموعات Jackson، D.A & amp Pombo، A. Replicon وحدات مستقرة من بنية الكروموسوم: دليل على أن التنظيم النووي يساهم في التنشيط الفعال وانتشار طور S في الخلايا البشرية. J. خلية بيول. 140, 1285–1295 (1998). هذه دراسة مجهرية واسعة النطاق لمجموعات النسخ المتماثل وبؤر النسخ المتماثل.

Moir، R.D، Montaglowy، M. & amp Goldman، R.D. الخصائص الديناميكية للفيتامينات النووية: يرتبط lamin B بمواقع تكاثر الحمض النووي. J. خلية بيول. 125, 1201–1212 (1994).

Moir، R.D، Spann، T. P.، Herrmann، H. & amp Goldman، R.D. تعطيل تنظيم الصفائح النووية يعيق مرحلة الاستطالة لتكرار الحمض النووي. J. خلية بيول. 149, 1179–1192 (2000).

Lebofsky، R.، van Oijen، A.M & amp Walter، J.C DNA هو عامل مساعد لتكرارها الخاص في Xenopus مستخلصات البيض. الدقة الأحماض النووية. 39, 545–555 (2011).

Cox، L. S. & amp Laskey، R.A يحدث تكرار الحمض النووي في مواقع منفصلة في النوى الكاذبة المجمعة من الحمض النووي المنقى في المختبر. زنزانة 66, 271–275 (1991).

Rhind، N. & amp Gilbert، D. M. توقيت تكرار الحمض النووي. كولد سبرينج حرب. وجهة نظر. ميد. 3, 1–26 (2013).

Yoshida، K.، Poveda، A. & amp Pasero، P. حان الوقت ليكون متعدد الاستخدامات: تنظيم برنامج توقيت النسخ في الخميرة الناشئة. جيه مول. بيول. 425, 4696–4705 (2013).

إيتون ، إم إل وآخرون. تواقيع الكروماتين الخاصة بـ ذبابة الفاكهة برنامج النسخ المتماثل. الدقة الجينوم. 21, 164–174 (2011).

ديلينو ، ج. آي وآخرون. رسم خرائط على مستوى الجينوم لأصول تكرار الحمض النووي البشري: مستويات النسخ في مواقع ORC1 تنظم اختيار الأصل وتوقيت النسخ المتماثل. الدقة الجينوم. 23, 1–11 (2013).

Letessier ، A. وآخرون. تعيين برامج بدء النسخ المتماثل الخاصة بنوع الخلية هشاشة FRA3B موقع هش. طبيعة سجية 470, 120–123 (2011).

بارلو ، جيه إتش وآخرون. تحديد المواقع الهشة التي تتكاثر في وقت مبكر والتي تساهم في عدم استقرار الجينوم. زنزانة 152, 620–632 (2013).

هانسن ، آر إس وآخرون. يكشف تسلسل الحمض النووي المكرر حديثًا عن مرونة واسعة النطاق في توقيت النسخ المتماثل البشري. بروك. ناتل أكاد. علوم. الولايات المتحدة الأمريكية 107, 139–144 (2010).

ريبا ، ت. وآخرون. تتنبأ ملفات تعريف توقيت النسخ المحفوظة تطوريًا بتفاعلات الكروماتين طويلة المدى وتمييز أنواع الخلايا وثيقة الصلة. الدقة الجينوم. 20, 761–770 (2010). تشير هذه الدراسة إلى العلاقة الوثيقة بين مجالات النسخ ومجالات الكروموسومات.

ديكسون ، جيه آر وآخرون. المجالات الطوبولوجية في جينومات الثدييات التي تم تحديدها من خلال تحليل تفاعلات الكروماتين. طبيعة سجية 485, 376–380 (2012).

بوب ، ب دي وآخرون. المجالات المرتبطة طوبولوجيًا هي وحدات مستقرة لتنظيم توقيت النسخ المتماثل. طبيعة سجية 515, 402–405 (2014).

Hayano، M. et al. Rif1 هو منظم عالمي لتوقيت إطلاق أصل النسخ المتماثل في الخميرة الانشطارية. تطوير الجينات. 26, 137–150 (2012).

Cornacchia، D. et al. يعد Mouse Rif1 منظمًا رئيسيًا لبرنامج توقيت النسخ المتماثل في خلايا الثدييات. EMBO J. 31, 3678–3690 (2012).

يامازاكي ، إس وآخرون. ينظم Rif1 مجالات توقيت النسخ المتماثل على الجينوم البشري. EMBO J. 31, 3667–3677 (2012). المراجع 115-117 هي التقارير الأولى عن دور RIF1 في توقيت النسخ المتماثل.

Silverman ، J. ، Takai ، H. ، Buonomo ، S. B. ، Eisenhaber ، F. & amp de Lange ، T. Human Rif1 ، تقويم بروتين تيلومير الخميرة ، ينظمه ATM و 53BP1 ويعمل في نقطة تفتيش S-phase. تطوير الجينات. 18, 2108–2119 (2004).

Buonomo ، S. B. ، Wu ، Y. ، Ferguson ، D. & amp de Lange ، T. Mammalian Rif1 يساهم في بقاء الإجهاد المتماثل والإصلاح الموجه بالتماثل. J. خلية بيول. 187, 385–398 (2009).

هيراجا ، إس وآخرون. يتحكم Rif1 في تكرار الحمض النووي عن طريق توجيه البروتين الفوسفاتيز 1 لعكس الفسفرة بوساطة Cdc7 لمركب MCM. تطوير الجينات. 28, 372–383 (2014).

ماتاروتشي ، إس وآخرون. يتحكم Rif1 في توقيت تكرار الحمض النووي في الخميرة من خلال PP1 phosphatase Glc7. مندوب الخلية. 7, 62–69 (2014).

Dave، A.، Cooley، C.، Garg، M. & amp Bianchi، A. ينظم تجنيد فوسفاتاز البروتين 1 بواسطة Rif1 إطلاق منشأ تكرار الحمض النووي من خلال مواجهة نشاط DDK. مندوب الخلية. 7, 53–61 (2014).

Schwaiger، M.، Kohler، H.، Oakeley، E.J، Stadler، M.B & amp Schubeler، D. Heterochromatin protein 1 (HP1) يعدل توقيت النسخ المتماثل لل ذبابة الفاكهة الجينوم. الدقة الجينوم. 20, 771–780 (2010).

Hayashi ، M. T. ، Takahashi ، T. S. ، Nakagawa ، T. ، Nakayama ، J. & amp Masukata ، H. خلية الطبيعة بيول. 11, 357–362 (2009).

Figueiredo، M. L.، Philip، P.، Stenberg، P. & amp Larsson، J. HP1a التوظيف للمروجين مستقل عن مثيلة H3K9 في ذبابة الفاكهة سوداء البطن. بلوس جينيت. 8، e1003061 (2012).

Kim، S.M، Dubey، D. & amp Huberman، J.A Early-replicating heterochromatin. تطوير الجينات. 17, 330–335 (2003).

Casas-Delucchi، C. S. et al. مطلوب hypoacetylation هيستون للحفاظ على توقيت النسخ المتماثل المتأخر للكروماتين المتغاير التأسيسي. الدقة الأحماض النووية. 40, 159–169 (2012).

Tazumi، A. et al. يتحكم بروتين ربط التيلومير Taz1 في توقيت النسخ المتماثل العالمي من خلال توطينه بالقرب من أصول النسخ المتماثل المتأخرة في الخميرة الانشطارية. تطوير الجينات. 26, 2050–2062 (2012).

Cooper، J.P، Nimmo، E.R، Allshire، R.C & amp Cech، T.R. تنظيم طول التيلومير ووظيفته بواسطة بروتين Myb-domain في الخميرة الانشطارية. طبيعة سجية 385, 744–747 (1997).

Wu، P. Y. & amp Nurse، P. إنشاء برنامج إطلاق النار خلال المرحلة S في الخميرة الانشطارية. زنزانة 136, 852–864 (2009).

وونغ ، ب.جي وآخرون. يحد Cdc45 من استخدام الريليكون من كثافة منخفضة من preRCs في خلايا الثدييات. بلوس واحد 6، e17533 (2011).

باتل ، ب.ك.وآخرون. ينظم كيناز النسخ المتماثل Hsk1 (Cdc7) كفاءة الأصل. مول. بيول. زنزانة 19, 5550–5558 (2008).

Mantiero، D.، Mackenzie، A.، Donaldson، A. & amp Zegerman، P. الحد من عوامل بدء النسخ المتماثل ينفذ البرنامج الزمني لإطلاق النار في الخميرة الناشئة. EMBO J. 30, 4805–4814 (2011).

كوان ، إ. إكس وآخرون. يربط تعدد الأشكال الطبيعي في أصول النسخ المتماثل لـ rDNA تنشيط الأصل مع تقييد السعرات الحرارية والعمر. بلوس جينيت. 9، e1003329 (2013).

يوشيدا ، ك وآخرون. تعمل هيستون ديستيلاسز Sir2 و Rpd3 على الحمض النووي الريبوزومي للتحكم في برنامج النسخ المتماثل في الخميرة الناشئة. مول. زنزانة 54, 691–697 (2014).

كورين ، إيه وآخرون. التباين الجيني في توقيت تكرار الحمض النووي البشري. زنزانة 159, 1015–1026 (2014).

هراتاني ، إ. وآخرون. إعادة التنظيم العالمي لمجالات النسخ المتماثل أثناء تمايز الخلايا الجذعية الجنينية. بلوس بيول. 6، e245 (2008).

هراتاني ، إ. وآخرون. كشفت ديناميات على نطاق الجينوم لتوقيت النسخ المتماثل في المختبر نماذج التطور الجنيني للفأر. الدقة الجينوم. 20, 155–169 (2010).

Hyrien، O.، Maric، C. & amp Méchali، M. الانتقال في مواصفات أصول استنساخ DNA metazoan الجنينية. علم 270, 994–997 (1995).

ساساكي ، ت. ، ساوادو ، ت. ، ياماغوتشي ، إم. & أمبير شينوميا ، ت. مواصفات مناطق بدء تكرار الحمض النووي أثناء التطور الجنيني في قاعدة 65 كيلو دنابولα-dE2F موضع ذبابة الفاكهة سوداء البطن. مول. زنزانة. بيول. 19, 547–555 (1999).

نوريو ، ب وآخرون. التنشيط التدريجي لبدء تكرار الحمض النووي في مجالات كبيرة من موضع السلسلة الثقيلة للجلوبيولين المناعي أثناء تطور الخلايا البائية. مول. زنزانة 20, 575–587 (2005).

Errico، A. & amp Costanzo، V. آليات حماية شوكة النسخ المتماثل: حماية لاستقرار الجينوم. كريت. القس Biochem. مول. بيول. 47, 222–235 (2012).

Tercero ، J. A. & amp Diffley ، J.F. تنظيم تقدم شوكة تكرار الحمض النووي من خلال الحمض النووي التالف بواسطة نقطة تفتيش Mec1 / Rad53. طبيعة سجية 412, 553–557 (2001).

Yekezare، M.، Gomez-Gonzalez، B. & amp Diffley، J.F. التحكم في أصول تكرار الحمض النووي استجابة لتلف الحمض النووي - تثبيط عالميًا وتنشيطه محليًا. J. خلية علوم. 126, 1297–1306 (2013).

McIntosh، D. & amp Blow، J. J. Dormant الأصول ونقطة تفتيش الترخيص والاستجابة للضغوط التكرارية. كولد سبرينج حرب. وجهة نظر. بيول. 4، a012955 (2012).

Bartek، J.، Lukas، C. & amp Lukas، J. التحقق من تلف الحمض النووي في المرحلة S. القس الطبيعة مول. خلية بيول. 5, 792–804 (2004).

Donzelli، M. & amp Draetta، G. F. تنظيم نقاط تفتيش الثدييات من خلال تعطيل Cdc25. ممثل EMBO. 4, 671–677 (2003).

Takizawa ، C.G & amp Morgan ، D. O. التحكم في الانقسام من خلال التغييرات في الموقع تحت الخلوي لـ cyclin-B1 – Cdk1 و Cdc25C. بالعملة. رأي. خلية بيول. 12, 658–665 (2000).

Karnani، N. & amp Dutta، A. تأثير نقطة التفتيش داخل المرحلة S على أصول التكاثر في الخلايا البشرية. تطوير الجينات. 25, 621–633 (2011).

ليو ، هـ وآخرون. مطلوب فسفرة MLL بواسطة ATR لتنفيذ حاجز المرحلة S للثدييات. طبيعة سجية 467, 343–346 (2010).

Boos، D.، Yekezare، M. & amp Diffley، J.F. تحديد المركب غير المتجانس الذي يعزز إطلاق أصل تكرار الحمض النووي في الخلايا البشرية. علم 340, 981–984 (2013).

Lopez-Mosqueda، J. et al. تعتبر الفسفرة التي يسببها التلف في Sld3 مهمة لمنع إطلاق النار المتأخر. طبيعة سجية 467, 479–483 (2010).

Zegerman ، P. & amp Diffley ، J.F. تثبيط يعتمد على نقطة التفتيش لبدء تكرار الحمض النووي بواسطة الفسفرة Sld3 و Dbf4. طبيعة سجية 467, 474–478 (2010).

Anglana، M.، Apiou، F.، Bensimon، A. & amp Debatisse، M. زنزانة 114, 385–394 (2003).

Syljuasen، R.G et al. يؤدي تثبيط Chk1 البشري إلى زيادة بدء تكرار الحمض النووي ، وفسفرة أهداف ATR ، وكسر الحمض النووي. مول. زنزانة. بيول. 25, 3553–3562 (2005).

Allen، J.B، Zhou، Z.، Siede، W.، Friedberg، E.C & amp Elledge، S. J. يتحكم بروتين كيناز SAD1 / RAD53 في نقاط تفتيش متعددة والنسخ الناجم عن تلف الحمض النووي في الخميرة. تطوير الجينات. 8, 2401–2415 (1994).

Kato، R. & amp Ogawa، H. جين أساسي ، ESR1، مطلوب لنمو الخلايا الانقسامية وإصلاح الحمض النووي وإعادة التركيب الانتصافي في خميرة الخميرة. الدقة الأحماض النووية. 22, 3104–3112 (1994).

ليو ، كيو وآخرون. Chk1 هو كيناز أساسي ينظمه Atr ومطلوب لنقطة فحص تلف الحمض النووي G2 / M. تطوير الجينات. 14, 1448–1459 (2000).

تاكاي ، هـ وآخرون. وظيفة نقطة تفتيش دورة الخلية الشاذة والموت الجنيني المبكر في Chk1 - / - الفئران. تطوير الجينات. 14, 1439–1447 (2000).

براون ، إي جيه آند بالتيمور ، د. يؤدي اضطراب ATR إلى تفتيت الكروموسومات والفتاك المبكر للجنين. تطوير الجينات. 14, 397–402 (2000).

Maya-Mendoza، A.، Petermann، E.، Gillespie، D. A.، Caldecott، K.W & amp Jackson، D. A. Chk1 ينظم كثافة أصول النسخ المتماثل النشط أثناء مرحلة الفقاريات S. EMBO J. 26, 2719–2731 (2007).

Zhao، H.، Watkins، J.L & amp Piwnica-Worms، H. تعطيل مسار نقطة التفتيش كيناز 1 / دورة الانقسام الخلوي 25A يلغي نقاط التفتيش المؤينة التي يسببها الإشعاع S و G2. بروك. ناتل أكاد. علوم. الولايات المتحدة الأمريكية 99, 14795–14800 (2002).

سورنسن ، سي إس وآخرون. ينظم Chk1 نقطة تفتيش المرحلة S عن طريق اقتران معدل الدوران الفسيولوجي والتحلل البروتيني المتسارع الناجم عن الإشعاع المؤين لـ Cdc25A. الخلايا السرطانية 3, 247–258 (2003).

Maya-Mendoza، A.، Olivares-Chauvet، P.، Shaw، A. & amp Jackson، D.A.S. تقدم المرحلة في الخلايا البشرية تمليه الاستمرارية الجينية لبؤر الحمض النووي. بلوس جينيت. 6، e1000900 (2010).

يمنع Ge ، X. Q. & amp Blow ، J. J. Chk1 تنشيط مصنع النسخ المتماثل ولكنه يسمح بإطلاق النار من الأصل الخامل في المصانع القائمة. J. خلية بيول. 191, 1285–1297 (2010).

Vaziri، C. et al. يمنع مسار نقطة التفتيش المعتمدة على p53 إعادة التكرار. مول. زنزانة 11, 997–1008 (2003).

نيلسن ، ك.جيه وآخرون. يؤدي ترخيص المنشأ غير الخاضع للرقابة إلى حدوث انكسارات صبغية عن طريق إعادة تكرار قالب الحمض النووي المشقوق. تطوير الجينات. 27, 2537–2542 (2013).

Melixetian، M. et al. يؤدي فقدان الجينين إلى إعادة التكرار في وجود p53 الوظيفي. J. خلية بيول. 165, 473–482 (2004).

Zhu، W.، Chen، Y. & amp Dutta، A. يُنظر إلى إعادة التكرار عن طريق استنفاد الجيمينين بغض النظر عن حالة p53 وتنشط نقطة تفتيش G2 / M. مول. زنزانة. بيول. 24, 7140–7150 (2004).

Tada، S.، Li، A.، Maiorano، D.، Méchali، M. & amp Blow، J. J. يعتمد قمع تجميع المنشأ في الطور الطوري على تثبيط RLF-B / Cdt1 بواسطة الجيمينين. خلية الطبيعة بيول. 3, 107–113 (2001).

Wohlschlegel، J. A. et al. تثبيط تكاثر الحمض النووي حقيقية النواة عن طريق ربط الجيمينين بـ Cdt1. علم 290, 2309–2312 (2000).

Nguyen، V.Q.، Co، C.، Irie، K. & amp Li، J. J. Clb / Cdc28 kinases تعزيز التصدير النووي لبروتينات بادئ النسخ Mcm2–7. بالعملة. بيول. 10, 195–205 (2000).

يعدل كل من Saha و T. و Ghosh و S. و Vassilev و A. & amp DePamphilis و M. L. J. خلية علوم. 119, 1371–1382 (2006).

Petersen ، B. O. ، Lukas ، J. ، Sorensen ، C. S. ، Bartek ، J. & amp Helin ، K. Phosphorylation of mammalian CDC6 by cyclin A / CDK2 ينظم توطينه دون الخلوي. EMBO J. 18, 396–410 (1999).

Coulombe، P.، Gregoire، D.، Tsanov، N. & amp Méchali، M. A spontaneous سي دي تي 1 طفرة في 129 سلالة فأر تكشف مجالًا تنظيميًا يقيد ترخيص النسخ المتماثل. طبيعة كومون. 4, 2065 (2013).

سوجيموتو ، ن. وآخرون. الفسفرة Cdt1 بواسطة الكينازات المعتمدة على cyclin A تنظم بشكل سلبي وظيفتها دون التأثير على ارتباط الجيمينين. J. بيول. تشيم. 279, 19691–19697 (2004).

منديز ، جيه وآخرون. تتحلل الوحدة الفرعية الكبيرة المعقدة للتعرف على الأصل البشري عن طريق التحلل البروتيني بوساطة يوبيكويتين بعد بدء تكرار الحمض النووي. مول. زنزانة 9, 481–491 (2002).

Li، X.، Zhao، Q.، Liao، R.، Sun، P. & amp Wu، X. يتفاعل مجمع SCF Skp2 ubiquitin ligase مع عامل ترخيص النسخ المتماثل البشري Cdt1 وينظم تدهور Cdt1. J. بيول. تشيم. 278, 30854–30858 (2003).

Higa، L.A، Mihaylov، I. S.، Banks، D. P.، Zheng، J. & amp Zhang، H. خلية الطبيعة بيول. 5, 1008–1015 (2003).

يعمل Arias و E. E. و amp Walter و J.C PCNA كمنصة جزيئية لتحفيز تدمير Cdt1 ومنع إعادة التكرار. خلية الطبيعة بيول. 8, 84–90 (2006).

McGarry ، T. J. & amp Kirschner ، M.W. Geminin ، وهو مثبط لتكرار الحمض النووي ، يتحلل أثناء الانقسام. زنزانة 93, 1043–1053 (1998).

بيترسن ، ب. O. وآخرون. تعتمد دورة الخلية والتحليل البروتيني المنظم لنمو الخلايا في CDC6 للثدييات على APC-CDH1. تطوير الجينات. 14, 2330–2343 (2000).

سوجيموتو ، ن. وآخرون. تحديد البروتينات البشرية الجديدة المرتبطة بـ Cdt1 من خلال نهج البروتينات: تنظيم التحلل بواسطة APC / CCdh1. مول. بيول. زنزانة 19, 1007–1021 (2008).

ليو ، إي وآخرون. تمنع نقطة تفتيش المرحلة S بوساطة ATR إعادة التكرار في خلايا الثدييات عند تعطيل التحكم في الترخيص. J. خلية بيول. 179, 643–657 (2007).

Zielke، N.، Edgar، B. A. & amp DePamphilis، M. L. Endoreplication. كولد سبرينج حرب. وجهة نظر. بيول. 5، a012948 (2013).

كيم ، جي سي وآخرون. التحليل التكاملي لتضخيم الجينات في ذبابة الفاكهة خلايا الجريب: معلمات منشأ التنشيط والقمع. تطوير الجينات. 25, 1384–1398 (2011).

Aggarwal، B.D & amp Calvi، B. R. Chromatin ينظم نشاط المنشأ في ذبابة الفاكهة خلايا الجريب. طبيعة سجية 430, 372–376 (2004).

غونزاليس ، إس وآخرون. النشاط الورمي لـ Cdc6 من خلال قمع الحبر 4/ARF المكان. طبيعة سجية 440, 702–706 (2006).

سيو ، جيه وآخرون. الفئران المعدلة وراثيا Cdt1 تطور سرطان الغدد الليمفاوية الليمفاوية في غياب p53. الأورام 24, 8176–8186 (2005).

Zhu، W. & amp Depamphilis، M. L. القتل الانتقائي للخلايا السرطانية عن طريق قمع نشاط الجيمينين. الدقة السرطان. 69, 4870–4877 (2009).

Ge، X.Q.، Jackson، D.A & amp Blow، J.J.Dormant الأصول المرخصة من قبل Mcm2–7 الزائدة مطلوبة للخلايا البشرية لتنجو من الإجهاد المتكرر. تطوير الجينات. 21, 3331–3341 (2007). توضح هذه الدراسة أنه أثناء إجهاد النسخ المتماثل ، يمكن استخدام الفائض من مجمع MCM لتنشيط أصول تكرار الحمض النووي التي لا تستخدم في دورة الخلية الطبيعية.

Cayrou، C.، Coulombe، P. & amp Méchali، M. برمجة أصول تكرار الحمض النووي وتنظيم الكروموسوم. الدقة الكروموسوم. 18, 137–145 (2010).


الخلاصة والتوقعات

بعد عقد من الاكتشاف الأولي للهيستون ليسين demethylases ، تطور فهمنا لكيفية عمل هذه الإنزيمات الرائعة في الخلايا بوتيرة سريعة للغاية. خلال هذا الوقت ، سمح لنا ظهور تقنيات على مستوى الجينوم بفحص وظيفة هذه الإنزيمات على الكروماتين بدقة واتساع غير مسبوقين. قدم هذا فهمًا مفصلاً بشكل مدهش للأدوار الأساسية التي تلعبها هذه الإنزيمات في التحكم في التعبير الجيني ، وقرارات مصير الخلية أثناء التطور ، وإعادة برمجة حالات الكروماتين. علاوة على ذلك ، تم تحديد وظائف جديدة لأنزيمات ميثيل هيستون كمنظمين مهمين للعمليات الخلوية المهمة الأخرى ، بما في ذلك تكرار الحمض النووي ، وديناميكيات دورة الخلية وإصلاح تلف الحمض النووي ، والتي تتطلب بوضوح مزيدًا من التحقيق.

ربما ليس من المستغرب أن يتم اكتشاف هذه الإنزيمات ووظائفها الخلوية تحت ستار نزع ميثيل الهيستون ، نظرًا لاكتشافها على أنها ديميثيلاز هيستون. ومع ذلك ، أصبح من الواضح الآن بشكل متزايد أن هذه البروتينات تحفز أيضًا تفاعلات الهيدروكسيل الأخرى التي تنظم العمليات القائمة على البروتين والحمض النووي. سيكون التحدي الواضح للمستقبل هو فهم المحددات الجزيئية الأولية التي تدعم الأنماط الظاهرية الناتجة عن اضطراب إنزيمات demethylase. هل هذا يعتمد على نشاط هيستون دي ميثيلاز ، نشاط بروتين ديميثيلاز أو هيدروكسيل ركائز خلوية أخرى؟ بدلاً من ذلك ، هل هذه النتائج مدفوعة بشكل مستقل عن النشاط الأنزيمي معًا؟ إن معالجة هذه الأسئلة المهمة ، لا سيما في سياق التحولات التنموية حيث يبدو أن هذه البروتينات ذات أهمية مركزية ، ستعتمد حتمًا على توليد نماذج حيوانية جديدة ، حيث يمكن تعطيل أنشطة محددة لدراسة وتحديد المبادئ الجزيئية التي تدعم الوظيفة من هذه البروتينات الرائعة في علم الأحياء الطبيعي وفي النهاية المرض.


آلية تجميع النيوكليوزوم الوسيط CAF-1

تشكيل رباعي

لا يتطلب تكوين مركب H3 – H4 tetramer – DNA ، المعروف باسم tetrasome ، تحلل ATP المائي ، ولكنه مدفوع بدلاً من ذلك بالتقارب العالي لـ (H3 – H4)2 tetramers للحمض النووي في آلية يسترشد بها CAF-1. إن اكتشاف أن CAF-1 يرتبط بثنائي H3-H4 واحد ويرتبط بشكل تعاوني بالحمض النووي بطريقة تعتمد على الطول يشير إلى آلية لتشكيل رباعي. تشير النتائج من مجموعتين إلى أن خطوة الترسيب تتطلب ارتباط مجمعين CAF-1 • H3-H4 ، اللذين يتشاركان في تجميع الحمض النووي ، متبوعين بترسيب منسق لرباعي H3 – H4 واحد (الشكل 3) (55 ، 58) .

نموذج لتجميع النواة CAF-1 بوساطة. في حالة عدم وجود الهستونات ، يتعذر الوصول إلى WHD المحطة C بسبب عزل مجال ED. يقوم ASF1 بنقل ثنائي H3-H4 واحد إلى CAF-1 ، مما يؤدي إلى تحرير WHD. يرتبط مجمعان CAF-1 • H3-H4 على مقربة من بعضهما البعض ، بوساطة اتصالات PCNA-CAF-1 و DNA-CAF-1. يسمح الارتباط العابر لمركبتي CAF-1 • H3-H4 على الحمض النووي بتكوين جهات اتصال H3-H3 وإيداع مجمعي هيستون المرافقة واحدًا (H3 – H4)2 tetramer على الحمض النووي قبل إطلاقه من الحمض النووي. أثناء خطوة التجميع الثانية ، تتوسط مرافقات هيستون H2A-H2B ترسيب H2A-H2B على رباعي الأسطوانات الموجود مسبقًا مكونًا نيوكليوسومات كاملة. لمزيد من التفاصيل انظر النص.

نموذج لتجميع النواة CAF-1 بوساطة. في حالة عدم وجود الهستونات ، يتعذر الوصول إلى WHD المحطة C بسبب عزل مجال ED. يقوم ASF1 بنقل ثنائي H3-H4 واحد إلى CAF-1 ، مما يؤدي إلى تحرير WHD. يرتبط مجمعان CAF-1 • H3-H4 على مقربة من بعضهما البعض ، بوساطة اتصالات PCNA-CAF-1 و DNA-CAF-1. يسمح الارتباط العابر لمركبتي CAF-1 • H3-H4 على الحمض النووي بتكوين جهات اتصال H3-H3 وإيداع مجمعي هيستون المرافقة واحدًا (H3 – H4)2 tetramer على الحمض النووي قبل إطلاقه من الحمض النووي. أثناء خطوة التجميع الثانية ، تتوسط مرافقات هيستون H2A-H2B ترسيب H2A-H2B على رباعي الأسطوانات الموجود مسبقًا مكونًا نيوكليوسومات كاملة. لمزيد من التفاصيل انظر النص.

باستخدام شظايا الحمض النووي بأطوال متفاوتة ، تمكن مختبر لوغر من الكشف عن خطوات وسيطة في آلية ترسيب H3-H4 بوساطة CAF-1. تظهر دراسات الارتباط المتقاطع داخل المحلول أن ارتباط مجمعين CAF-1 • H3-H4 يعتمد على قدرة ربط الحمض النووي للوحدة الفرعية الكبيرة (58). تلعب WHD دورًا مهمًا في الآلية التي تتيح ترسيب H3 – H4. في حالة عدم وجود شحنة H3-H4 ، فإن سطح ربط الحمض النووي المشحون إيجابيًا لـ WHD يشرك مجال ED الحمضي ، وبالتالي يثبط تلقائيًا تفاعلات WHD-DNA المحتملة. عند ربط H3 – H4 بمجال ED ، يتزعزع هذا التفاعل ويصبح WHD متاحًا لمشاركة الحمض النووي. نظرًا لأن WHD يربط الحمض النووي بطريقة تعاونية ، فإن هذا يعزز بشكل كبير الارتباط اللاحق لمجمعين CAF-1 • H3 – H4 ، والطفرات في WHD التي تتداخل مع ربط الحمض النووي تلغي إضعاف مركب CAF-1 • H3-H4 (58) ). تتطلب عملية tetramerization H3 α3 تفاعل حلزونات H3 α3. والجدير بالذكر أن الطفرة في واجهة التتراميرات H3 α3 لا تزال تسمح بالتفاعل H3 - H4 مع CAF-1 أو DNA ولكنها تزعج الترسيب المنسق لثنائيات H3 - H4 والتجمع الرباعي (55 ، 58). تشير هذه النتيجة ، جنبًا إلى جنب مع تجارب التشابك ، إلى أن حلزوني α3 من ثنائيات H3 – H4 يتم وضعهما على مقربة من بعضهما البعض قبل الترسيب (58). في الخطوة الأخيرة ، يطلق CAF-1 الهستونات بمجرد أن يتشكل الرباعي بنجاح.

يوجه Dimerization المنظم للهيستون مرافقين التجميع nucleosome

من المحتمل أن يكون ثنائي مفعول Histone chaperone وسيلة للتحكم في حالة oligomerization لـ H3 - H4 نفسها: من المفترض أن الحفاظ على H3-H4 باعتباره ثنائيات يمثل استجابة للحاجة إلى التحكم في تفاعل الهيستون رباعي الحركة وتقييده أثناء المهام الحرجة. أثناء تكرار الحمض النووي ، يؤثر تجميع الكروماتين على السرعة التي تتقدم بها شوكة النسخ (13 ، 98-100). الترسيب السريع للجديد (H3 – H4)2 لذلك ، تعتبر tetramers أمرًا بالغ الأهمية لمنع توقف شوكة النسخ المتماثل وعدم الاستقرار الجيني. يضمن الارتباط المنسق بوساطة الحمض النووي لـ CAF-1 المرتبط بالهيستون آلية في الوقت المناسب وخاضعة للرقابة ويقلل من احتمال حدوث تفاعلات غير منتجة.

ديناميكيًا حراريًا ، الطاقة الحرة المرتبطة بـ H3 – H4 tetramerization على الحمض النووي هي مجموع التفاعلات الجزئية ، التي تظهر نفقات طاقة معاكسة: بشكل عام ، يجب أن يكون الحمض النووي مشوهًا إلى حد كبير بتكلفة عالية للطاقة. يجب أن يقابل ذلك طاقة مواتية من إقامة اتصالات بين H3 – H4 و DNA ، وتشكيل حزمة H3-H3 رباعية الحلزون والتأثير الكارثي للماء. سيكون وجود كل هذه الأشياء مطلوبًا لتزويد مسار التجميع بأكمله بالطاقة المجانية اللازمة للمضي قدمًا بطريقة منظمة. يشبه إلى حد كبير الإنزيم ، يعزز CAF-1 بيئة دقيقة مثالية ، مما يسمح بتكوين هذه الاتصالات. بالإضافة إلى ذلك ، يمكن أن يؤدي تحويل الهيستون إلى tetramerization وترسيب الحمض النووي المنسق إلى تحديد اتجاهية التفاعل وشرح سبب عدم تحفيز مرافقي الهيستون مثل CAF-1 تفاعلات تفكيك النيوكليوزوم - التكلفة النشطة للتقسيم الرباعي وتفكيك الحمض النووي هي ببساطة عالية جدًا ولا يمكن تحقيقها إلا من خلال مساعدة من إعادة تشكيل أو طائرات الهليكاز المعتمدة على ATP. في الختام ، فإن استغلال طاقة ربط الحمض النووي الموجهة لـ H3 – H4 بواسطة مرافق هيستون يدعم الآلية التي تجعلها مستقلة عن التحلل المائي لـ ATP ، مع توفير درجة عالية من الاتجاه لعملية ترسيب H3-H4.

تنظيم التوظيف CAF-1 من خلال التعديلات اللاحقة للترجمة

من المحتمل أن يتم تنظيم ترسب الهيستون بواسطة CAF-1 ليس فقط عن طريق البروتينات الأخرى ولكن أيضًا عن طريق التعديلات اللاحقة للترجمة على مرافقة هيستون وكذلك على الهستونات. في حين أن الفسفرة تنظم توظيف CAF-1 في شوكة النسخ المتماثل بطريقة تعتمد على دورة الخلية (انظر المقدمة) ، فإن التعديلات اللاحقة للترجمة للهيستونات لديها القدرة على التأثير بشكل مباشر على آلية الترسيب. في الخميرة ، يتم أسيتيل ثنائيات H3 - H4 الموجهة نحو التضمين في شوكة النسخ المتماثل بواسطة acetyltransferase Rtt109 على ليسين 56 من H3 (H3K56 ac) ، ويعمل هذا التعديل كواحد من علامات الهستونات المركبة حديثًا (101 ، 102).على النقيض من ذلك ، يبدو أن أستلة H3K56 في البشر مطلوبًا فقط لتجميع النوكليوسوم المرتبط بإصلاح الحمض النووي ، بينما مثل الخميرة ، يتم أسيتيل الهستونات المستهدفة لشوكة النسخ المتماثل بواسطة HAT1 العصاري الخلوي على H4K5 و H4K12 (77 ، 103-108) وبواسطة HAT4 على H4K91 (109). يُعتقد أن CAF-1 يتعرف على تعديل H3K56 ac ، بناءً على الدراسات البيوكيميائية التي تشير إلى أن CAF-1 يرتبط بـ H3K56 ac -H4 مع تقارب أعلى من الهستونات غير المعدلة (101 ، 105) و XL-MS تظهر العديد من الروابط المتقاطعة بين CAF-1 و H3 N-helix المحتوي على K56 (63). ذيول N-الطرفية لكلا الهيستونات ليست مطلوبة لتجميع النيوكليوسوم بواسطة CAF-1 على الرغم من أنها ضرورية لتكوين الكروماتين في سياق فسيولوجي (70 ، 77 ، 110). لذلك ، إذا كان CAF-1 يتعرف بشكل خاص على التعديلات على H4 وكيف ، فإن ذلك ليس واضحًا ويجب أن يعالج العمل المستقبلي كيفية مساهمة تعديلات هيستون ميكانيكيًا في وظيفة CAF-1.

الآثار الميكانيكية لانتشار بنية الكروماتين

أثناء تكرار الحمض النووي ، (H3 – H4)2 يتم نشر tetramers كوحدات سليمة من الحمض النووي الأبوي بشكل عشوائي إلى واحد من اثنين من خيوط الابنة (19 ، 111). أثار هذا الاكتشاف تساؤلات حول آلية نسخ محتملة لإعادة إنشاء علامات الكروماتين على الهيستونات المودعة حديثًا عندما لا يكون هيستون القالب موجودًا داخل نفس النواة (112-115). فيما يتعلق بذلك ، لا تقوم مرافق هيستون فقط بتجميع (H3 – H4)2 tetramers على الحمض النووي المركب حديثًا ، ولكن يمكنها أيضًا تنظيم تكوين رباعي النواة الأولي استجابةً لبعض تعديلات الهيستون. المرافقون المرشحون المشاركون في إعادة تدوير H3-H4 المعدلة هم MCM2 و ASF1 ، على النحو المبين في المقدمة. وبالتالي ، فإن التطورات الحديثة الموضحة هنا متوافقة مع نموذج يعمل فيه CAF-1 كمستقبل للثنائيات الأبوية المعدلة أو الأصلية H3 – H4 لإعادة تدوير هيستون أثناء النسخ المتماثل. بسبب آلية الترسيب المنسقة ، يمكن أن تساعد الخصائص الكيميائية الحيوية لـ CAF-1 في ضمان إعادة تجميع ثنائيات هيستون المنقولة في وقت واحد بسرعة على الحمض النووي. في مثل هذه الحالة ، يمكن أن يؤدي CAF-1 دورًا مزدوجًا ، وهو من جديد تجميع وكذلك إعادة تدوير الوالدين (H3 – H4)2 رباعيات.


متى يحدث تخليق هيستون فيما يتعلق بتكرار الحمض النووي؟ - مادة الاحياء

تقوم الاستطالة بتوليف pre-mRNA في اتجاه 5 & # 8242 إلى 3 & # 8242 ، ويحدث الإنهاء استجابة لتسلسلات وإشارات الإنهاء.

أهداف التعلم

صف ما يحدث أثناء استطالة النسخ والإنهاء

الماخذ الرئيسية

النقاط الرئيسية

  • RNA polymerase II (RNAPII) ينسخ الحصة الأكبر من الجينات حقيقية النواة.
  • أثناء الاستطالة ، تحتاج آلية النسخ إلى تحريك الهيستونات بعيدًا عن الطريق في كل مرة تصادف فيها النواة.
  • تحدث استطالة النسخ في فقاعة من الحمض النووي غير الملفوف ، حيث يستخدم RNA Polymerase خيطًا واحدًا من الحمض النووي كقالب لتحفيز تخليق خيط RNA جديد في الاتجاه 5 & # 8242 إلى 3 & # 8242.
  • ينهي RNA Polymerase I و RNA Polymerase III النسخ استجابة لتسلسلات إنهاء محددة في إما DNA الذي يتم نسخه (RNA Polymerase I) أو في RNA المركب حديثًا (RNA Polymerase III).
  • ينهي RNA Polymerase II النسخ في مواقع عشوائية بعد نهاية الجين الذي يتم نسخه. يتم شق الحمض النووي الريبي المركب حديثًا في موقع محدد بالتسلسل ويتم إطلاقه قبل إنهاء النسخ.

الشروط الاساسية

  • نووي: أي من الوحدات الفرعية التي تكرر في الكروماتين ملف من الحمض النووي يحيط بنواة هيستون
  • هيستون: أي من البروتينات البسيطة القابلة للذوبان في الماء والغنية بالأحماض الأمينية الأساسية ليسين وأرجينين ومركبة مع الحمض النووي في نواة الكروماتين حقيقية النواة
  • الكروماتينية: مركب من الحمض النووي ، والحمض النووي الريبي ، والبروتينات داخل نواة الخلية والتي تتكثف الكروموسومات منها أثناء انقسام الخلية

النسخ من خلال النيوكليوسومات

بعد تكوين مجمع ما قبل البدء ، يتم تحرير البوليميراز من عوامل النسخ الأخرى ، ويسمح للاستطالة بالاستمرار في توليف البوليميراز RNA في الاتجاه 5 & # 8242 إلى 3 & # 8242. يقوم RNA Polymerase II (RNAPII) بنسخ الحصة الرئيسية من الجينات حقيقية النواة ، لذلك سيركز هذا القسم بشكل أساسي على كيفية تحقيق هذا البوليميراز المحدد للاستطالة والإنهاء.

على الرغم من أن عملية الاستطالة الأنزيمية هي نفسها بشكل أساسي في حقيقيات النوى وبدائيات النوى ، فإن قالب الحمض النووي حقيقي النواة أكثر تعقيدًا. عندما لا تنقسم الخلايا حقيقية النواة ، تتواجد جيناتها ككتلة منتشرة ، لكنها لا تزال معبأة ومضغوطة على نطاق واسع من الحمض النووي والبروتينات التي تسمى الكروماتين. يتم حزم الحمض النووي بإحكام حول بروتينات هيستون المشحونة على فترات متكررة. يتم تباعد معقدات DNA-هيستون هذه ، والتي تسمى مجتمعة النيوكليوسومات ، بانتظام وتشمل 146 نيوكليوتيد من الحمض النووي ملفوف مرتين حول الهستونات الثمانية في نيوكليوسوم مثل الخيط حول البكرة.

لكي يحدث تخليق عديد النوكليوتيد ، تحتاج آلية النسخ إلى تحريك الهيستونات بعيدًا عن الطريق في كل مرة تواجه فيها جسيمًا نوويًا. يتم تحقيق ذلك عن طريق ثنائي بروتين خاص يسمى FACT ، والذي يرمز إلى & # 8220 يسهل نسخ الكروماتين. & # 8221 FACT يفكك جزئيًا النواة التي تسبق مباشرة (المنبع) من RNA Polymerase II نسخ عن طريق إزالة اثنين من الهستونات الثمانية (ثنائي ثنائي واحد) تتم إزالة هيستونات H2A و H2B.) من المفترض أن يؤدي هذا إلى فك الحمض النووي الملفوف حول هذا النوكليوسوم بشكل كافٍ بحيث يمكن نسخ RNA Polymerase II من خلاله. يعيد FACT تجميع النواة خلف RNA Polymerase II عن طريق إعادة الهستونات المفقودة إليه. سيستمر RNA Polymerase II في إطالة الحمض النووي الريبي المركب حديثًا حتى ينتهي النسخ.

يسمح ثنائي بروتين FACT للـ RNA Polymerase II بالنسخ من خلال الحمض النووي المعبأ: يتم تعبئة الحمض النووي في حقيقيات النوى في نيوكليوسومات ، والتي تتكون من ثماني من 4 بروتينات هيستون مختلفة. عندما يتم لف الحمض النووي مرتين بإحكام حول النواة ، لا يمكن لـ RNA Polymerase II الوصول إليه للنسخ. يزيل FACT اثنين من الهيستونات من النواة مباشرة قبل RNA Polymerase ، مما يؤدي إلى تخفيف العبوة بحيث يمكن لـ RNA Polymerase II مواصلة النسخ. يعيد FACT أيضًا تجميع النواة خلف RNA Polymerase مباشرة عن طريق إعادة الهستونات المفقودة.

استطالة

RNA Polymerase II عبارة عن مركب من 12 وحدة بروتينية فرعية. تسمح وحدات فرعية محددة داخل البروتين لـ RNA Polymerase II بالعمل كبروتين خاص به ، ومشبك منزلق ، وبروتين ربط DNA أحادي السلسلة ، بالإضافة إلى القيام بوظائف أخرى. وبالتالي ، لا يحتاج RNA Polymerase II إلى العديد من البروتينات الملحقة لتحفيز تخليق خيوط RNA الجديدة أثناء استطالة النسخ كما يفعل DNA Polymerase لتحفيز تخليق خيوط DNA الجديدة أثناء استطالة النسخ المتماثل.

ومع ذلك ، يحتاج RNA Polymerase II إلى مجموعة كبيرة من البروتينات الملحقة لبدء النسخ في محفزات الجينات ، ولكن بمجرد فك الحمض النووي مزدوج الشريطة في منطقة بدء النسخ ، تم وضع RNA Polymerase II في نيوكليوتيد البدء +1 ، وقد بدأ في تحفيز تخليق خيوط RNA جديدة ، يمسح RNA Polymerase II أو & # 8220escapes & # 8221 منطقة المروج ويترك معظم بروتينات بدء النسخ وراءه.

تنتقل جميع RNA Polymerases على طول قالب DNA في الاتجاه 3 & # 8242 إلى 5 & # 8242 وتحفز توليف خيوط RNA جديدة في الاتجاه 5 & # 8242 إلى 3 & # 8242 ، مضيفة نيوكليوتيدات جديدة إلى 3 & # 8242 نهاية النمو حبلا الحمض النووي الريبي.

تقوم RNA Polymerases بفك الحمض النووي المزدوج الذي تقطعت به السبل أمامها وتسمح للحمض النووي غير الملتوي خلفها بالرجوع. نتيجة لذلك ، يحدث تخليق حبال الحمض النووي الريبي في فقاعة نسخ من حوالي 25 زوجًا أساسيًا من الحمض النووي غير الملتحم. فقط حوالي 8 نيوكليوتيدات من الحمض النووي الريبي المُصنَّع حديثًا تظل قائمة على الحمض النووي للقالب. تسقط بقية جزيئات الحمض النووي الريبي من القالب للسماح للحمض النووي الذي يقف خلفه بالرجوع.

تستخدم RNA Polymerases خيط DNA الموجود أسفلها كقالب لتوجيه النيوكليوتيدات المراد إضافتها إلى 3 & # 8242 نهاية حبلا RNA المتزايد عند كل نقطة في التسلسل. يسافر RNA Polymerase على طول قالب DNA واحد نيوكليوتيد في وقت واحد. أيًا كان نيوكليوتيد الحمض النووي الريبي القادر على إحداث اقتران أساسي مع قالب نيوكليوتيد أسفل بوليميراز الحمض النووي الريبي هو النيوكليوتيد التالي الذي سيتم إضافته. بمجرد تحفيز إضافة نيوكليوتيد جديد إلى الطرف 3 & # 8242 من الخيط المتنامي ، ينتقل RNA Polymerase إلى نوكليوتيد الحمض النووي التالي في القالب الموجود أسفله. تستمر هذه العملية حتى يحدث إنهاء النسخ.

نهاية

إنهاء النسخ بواسطة RNA Polymerase II على جين تشفير البروتين.: لا يحتوي RNA Polymerase II على إشارات محددة تنهي نسخه. في حالة الجينات المشفرة للبروتين ، سيرتبط معقد البروتين بموقعين على ما قبل الرنا المرسال المتنامي بمجرد نسخ RNA Polymerase إلى ما بعد نهاية الجين. سيربط CPSF في المجمع تسلسل AAUAAA ، وسيقوم CstF في المجمع بربط تسلسل GU-rich (الشكل العلوي). CPSF في المجمع سوف تشق pre-mRNA في موقع بين التسلسلتين المرتبطين ، وتحرير pre-mRNA (الشكل الأوسط). بولي (أ) بوليميراز هو جزء من نفس المركب وسيبدأ في إضافة ذيل بولي أ إلى ما قبل الرنا المرسال. في الوقت نفسه ، يهاجم بروتين Xrn2 ، وهو نوكلياز خارجي ، 5 & # 8242 نهاية خيط RNA الذي لا يزال مرتبطًا بـ RNA Polymerase. سيبدأ Xrn2 في هضم الجزء غير المحرر من الحمض النووي الريبي المركب حديثًا حتى يصل Xrn2 إلى RNA Polymerase ، حيث يساعد في إزاحة RNA Polymerase من خيط DNA النموذجي. هذا ينهي النسخ في موقع عشوائي في اتجاه مجرى النهر من النهاية الحقيقية للجين (الشكل السفلي).

يختلف إنهاء النسخ بالنسبة لثلاثة بوليمرات مختلفة من الحمض النووي الريبي حقيقية النواة.

تحتوي جينات الرنا الريباسي التي تم نسخها بواسطة RNA Polymerase I على تسلسل محدد من أزواج القاعدة (11 زوجًا أساسًا في البشر 18 نقطة أساس في الفئران) التي يتم التعرف عليها بواسطة بروتين إنهاء يسمى TTF-1 (عامل إنهاء النسخ لـ RNA Polymerase I). الحمض النووي في تسلسل التعرف الخاص به ويمنع المزيد من النسخ ، مما يتسبب في فصل RNA Polymerase I عن خيط DNA النموذجي وإطلاق RNA المركب حديثًا.

تفتقر جينات ترميز البروتين ، والحمض النووي الريبي الهيكلي ، والجينات التنظيمية للحمض النووي الريبي المنسوخة بواسطة RNA Polymerse II إلى أي إشارات أو تسلسلات محددة توجه RNA Polymerase II للانتهاء في مواقع محددة. يمكن أن يستمر RNA Polymerase II في نسخ الحمض النووي الريبي في أي مكان من بضعة bp إلى آلاف bp بعد النهاية الفعلية للجين. ومع ذلك ، يتم شق النسخة في موقع داخلي قبل أن ينتهي RNA Polymerase II من النسخ. يؤدي هذا إلى إطلاق الجزء المنبع من النص ، والذي سيكون بمثابة الحمض النووي الريبي الأولي قبل مزيد من المعالجة (ما قبل mRNA في حالة جينات تشفير البروتين.) يعتبر موقع الانقسام هذا & # 8220end & # 8221 للجين. يتم هضم ما تبقى من النسخة بواسطة 5 & # 8242-نوكلياز خارجي (يسمى Xrn2 في البشر) بينما لا يزال يتم نسخه بواسطة RNA Polymerase II. عندما يصطدم 5 & # 8242-exonulease & # 8220 & # 8221 بـ RNA Polymerase II عن طريق هضم كل الحمض النووي الريبي المتدلي ، فإنه يساعد على فصل البوليميراز عن حبلا قالب الحمض النووي الخاص به ، وينهي أخيرًا تلك الجولة من النسخ.

في حالة جينات ترميز البروتين ، يحدث موقع الانقسام الذي يحدد & # 8220end & # 8221 من pre-mRNA الناشئ بين تسلسل AAUAAA المنبع وتسلسل GU-rich في المصب مفصولة بحوالي 40-60 نيوكليوتيد في RNA الناشئ . بمجرد نسخ هذين التسلسلين ، يقوم بروتين يسمى CPSF في البشر بربط تسلسل AAUAAA وبروتين يسمى CstF في البشر يربط التسلسل الغني بـ GU. يشكل هذان البروتينان قاعدة مركب بروتيني معقد يتشكل في هذه المنطقة قبل أن يشق CPSF ما قبل الرنا المرسال الناشئ في موقع 10-30 نيوكليوتيدات في اتجاه مجرى النهر من موقع AAUAAA. إن إنزيم Poly (A) Polymerase الذي يحفز إضافة 3 & # 8242 poly-A tail على pre-mRNA هو جزء من المركب الذي يتشكل مع CPSF و CstF.

تحتوي جينات الحمض الريبي النووي الريبي ، و 5S rRNA ، والجينات الهيكلية من الحمض النووي الريبي المنسوخة بواسطة RNA Polymerase III على إشارة إنهاء غير مفهومة تمامًا. تمتلك RNAs المكتوبة بواسطة RNA Polymerase III امتدادًا قصيرًا من أربعة إلى سبعة U & # 8217s في نهايتها 3 & # 8242. يؤدي هذا بطريقة ما إلى إطلاق RNA Polymerase III لإطلاق كل من RNA الوليد وفك الارتباط من خيط DNA النموذجي.


شاهد الفيديو: ماهو الحمض النووي DNA (أغسطس 2022).