Jump to content

DMC1 (ген)

(Перенаправлено с Dmc1 )
ДМК1
Доступные структуры
ПДБ Поиск ортологов: PDBe RCSB
Идентификаторы
Псевдонимы DMC1 , DMC1H, LIM15, dJ199H16.1, ДНК-мейотическая рекомбиназа 1
Внешние идентификаторы Опустить : 602721 ; МГИ : 105393 ; Гомологен : 5135 ; Генные карты : DMC1 ; ОМА : DMC1 – ортологи
Ортологи
Разновидность Человек Мышь
Входить
Вместе
ЮниПрот
RefSeq (мРНК)

НМ_001278208
НМ_007068
НМ_001363017

НМ_001278226
НМ_010059

RefSeq (белок)

НП_001265137
НП_008999
NP_001349946

НП_001265155
НП_034189

Местоположение (UCSC) Чр 22: 38,52 – 38,57 Мб Чр 15: 79,45 – 79,49 Мб
в PubMed Поиск [ 3 ] [ 4 ]
Викиданные
Просмотр/редактирование человека Просмотр/редактирование мыши

Гомолог белка мейотической рекомбинации DMC1/LIM15 представляет собой белок , который у человека кодируется DMC1 геном . [ 5 ] [ 6 ] [ 7 ] [ 8 ]

Белок мейотической рекомбинации Dmc1 является гомологом бактериального белка обмена цепей RecA . Dmc1 играет центральную роль в гомологичной рекомбинации при мейозе , собираясь в местах запрограммированных двухцепочечных разрывов ДНК и осуществляя поиск аллельных последовательностей ДНК, расположенных на гомологичных хроматидах . Название «Dmc» означает «нарушенная мейотическая кДНК» и относится к методу, использованному для ее открытия, который включал использование клонов из библиотеки кДНК, специфичной для мейоза, для направления нокаутных мутаций в обильно экспрессируемых мейотических генах.

Белок Dmc1 является одним из двух гомологов RecA, обнаруженных в эукариотических клетках, второй — Rad51 . DMC1 и RAD51 имеют сходство аминокислот более 50%. [ 9 ] У почкующихся дрожжей Rad51 служит белком обмена цепей в митозе, где он имеет решающее значение для восстановления разрывов ДНК. Rad51 превращается в дополнительный фактор для Dmc1 во время мейоза путем ингибирования его обменной активности. [ 10 ] Гомологи DMC1 хорошо консервативны и были идентифицированы у многих организмов, включая различные грибы, растения и млекопитающие, включая человека. [ 5 ] [ 6 ] [ 7 ] [ 8 ]

Открытие

[ редактировать ]

Ген и белок DMC1 были обнаружены в почкующихся дрожжах S. cerevisiae Дугласом Бишопом в 1992 году, когда он работал научным сотрудником в лаборатории Нэнси Клекнер в Гарвардском университете. [ 11 ]

Структура

[ редактировать ]

DMC1 человека представляет собой гомомультимер в виде октамерного кольца диаметром 140 Å и отверстием в середине 45 Å. [ 12 ] [ 9 ] DMC1 предпочтительно связывается с оцДНК, а не с дцДНК. [ 12 ] В отличие от RecA и Rad51, DMC1, по-видимому, не образует спиральную нить на ДНК, а вместо этого образует кольца, в которых ДНК проходит через центр. [ 12 ] hDMC1 может осуществлять образование D-петли в сверхспиральной ДНК. [ 13 ] DMC1 обладает слабой АТФазной активностью и способен способствовать образованию гетеродуплексов в присутствии негидролизуемого аналога АТФ, что указывает на необходимость связывания АТФ вместо гидролиза АТФ. [ 14 ] DMC1 также демонстрирует усиленное связывание с нуклеосомами с удаленными хвостами гистонов, указывая на то, что архитектура хромосом может играть роль в связывании DMC1, но не Rad51. [ 15 ]

Белок, кодируемый этим геном, необходим для мейотической гомологичной рекомбинации. Генетическая рекомбинация при мейозе играет важную роль в создании разнообразия генетической информации и способствует редукционной сегрегации хромосом, которая должна произойти для образования гамет при половом размножении.

Во время мейоза запрограммированные двухцепочечные разрывы ДНК (DSB) вводятся топоизомеразоподобным ферментом Spo11 . DSB удлиняются под действием экзонуклеаз, обрезая 5'-концы и образуя длинные 3'-концы одноцепочечной ДНК (оцДНК). Эти 3'-выступы стабилизируются действием одноцепочечных связывающих белков (SSB) для защиты оцДНК и предотвращения образования вторичных структур. DMC1 загружается на 3'-оцДНК с образованием правоспиральной нуклеопротеиновой нити. Впоследствии эта нуклеопротеиновая нить проводит поиск гомологии в гомологичном участке ДНК. Одноцепочечная инвазия 3'-концевой цепи ДНК в комплементарный участок гомологичной хромосомы образует гетеродуплекс в виде петли смещения (D-петли). Эта D-петля расширяется по мере того, как происходит синтез репарации ДНК, образуя соединение Холлидея . Разрешение этого праздничного перекрестка приводит к образованию перекрестного или непересекающегося продукта. [ 16 ] Пересекающиеся продукты генерируются в меньшей степени, чем непересекающиеся. [ 17 ]

Как и другие члены семейства Rad51/RecA, Dmc1 стабилизирует промежуточные соединения обмена цепей (Rad1/RecA-растянутая ДНК или RS-ДНК) в вытянутых триплетах, подобных ДНК B-формы. Каждая молекула белка связывает триплет нуклеотидов, и сила этого связывания, оцениваемая по изменению свободной энергии Гиббса , может быть оценена по продолжительности времени, в течение которого меченый зонд дцДНК с короткой гомологичной последовательностью остается связанным с ДНК, содержащая короткий гомологичный ей участок. Исследование такого типа показало, что несовпадение в любом из трех положений в конце участка гомологии не увеличивает продолжительность времени, в течение которого зонд остается связанным, а в конструкциях Rad51 или RecA внутреннее несовпадение будет вызывать аналогичное сокращение времени связывания. Все ферменты способны «перешагнуть» несоответствие и продолжать более прочно связывать зонд, если существует более длинная область гомологии. Однако в случае Dmc1 триплет с единственным внутренним (но не терминальным) несовпадением будет способствовать стабильности связывания зонда в такой же степени, как и триплет без несоответствия. Таким образом, Dmc1 особенно подходит для своей роли рекомбиназы, специфичной для мейоза, поскольку эта активность позволяет ему более эффективно катализировать рекомбинацию между последовательностями, которые не идеально совпадают. [ 18 ]

Взаимодействия

[ редактировать ]

Было показано, что DMC1 (ген) взаимодействует с RAD51 и комплексом структурного поддержания хромосомы 5/6 (SMC5/6). [ 19 ] [ 14 ] Также было показано, что этот белок связывает Tid1(Rdh54), Mei5/Sae3 и Hop2/Mnd1. Все эти взаимодействующие белки усиливают активность Dmc1 в очищенных системах, а также участвуют в функционировании Dmc1 в клетках.

Также было показано, что DMC1 взаимодействует с FIGNL1. Считается, что FIGNL1 способствует разборке DMC1 во время мужского мейоза. [ 20 ]

Во время мейоза две рекомбиназы , Rad51 и Dmc1, взаимодействуют с одноцепочечной ДНК , образуя специализированные нити, приспособленные для облегчения рекомбинации между гомологичными хромосомами . И Dmc1, и Rad51 обладают внутренней способностью к самоагрегации. [ 21 ] Присутствие филаментов Rad51 стабилизирует соседние филаменты Dmc1 и, наоборот, Dmc1 стабилизирует соседние филаменты Rad51. Была предложена модель, в которой Dmc1 и Rad51 образуют отдельные нити на одной и той же одноцепочечной ДНК, а перекрестные взаимодействия между двумя рекомбиназами влияют на их биохимические свойства. [ 21 ]

Во время мейоза, даже в отсутствие активности обмена цепей Rad51, Dmc1, по-видимому, способен восстанавливать все мейотические разрывы ДНК, и это отсутствие не влияет на скорость мейотического кроссинговера . [ 22 ]

Хоп2/Мнд1

[ редактировать ]

Hop2 и Mnd1 объединяются в гетеродимер, который сам обладает сродством к дцДНК и, в меньшей степени, к оцДНК. Hop2/Mnd1 стимулирует обменную активность DMC1 in vitro. Считается, что взаимодействие Hop2/Mnd1 и DMC1 способствует преимущественному связыванию DMC1 с оцДНК и сближает гомологов. [ 23 ] [ 24 ]

DMC1 взаимодействует с комплексом структурного поддержания хромосом 5/6 (SMC5/6). Комплекс SCM5/6 ингибирует образование интермедиатов ДНК и участвует в их разрешении. Имеются доказательства того, что SCM5/6 взаимодействует с мейотической локализацией DMC1 и ингибирует ее. Rad51 может ингибировать это взаимодействие, и в этом может заключаться его роль как вспомогательного фактора во время мейотической гомологичной рекомбинации. [ 19 ]

Клиническое значение

[ редактировать ]

Мутации в гене DMC1 связаны с мужским бесплодием из-за необструктивной азооспермии , при которой яички практически не производят сперматозоидов. [ 25 ] У мышей изменение одной аминокислоты может предотвратить кроссинговер и привести к остановке мейоза по аутосомно-доминантному механизму. [ 26 ]

  1. ^ Перейти обратно: а б с GRCh38: Версия Ensembl 89: ENSG00000100206 Ensembl , май 2017 г.
  2. ^ Перейти обратно: а б с GRCm38: выпуск Ensembl 89: ENSMUSG00000022429 Ensembl , май 2017 г.
  3. ^ «Ссылка на Human PubMed:» . Национальный центр биотехнологической информации, Национальная медицинская библиотека США .
  4. ^ «Ссылка на Mouse PubMed:» . Национальный центр биотехнологической информации, Национальная медицинская библиотека США .
  5. ^ Перейти обратно: а б Хабу Т., Таки Т., Вест А., Нишимунэ Ю., Морита Т. (февраль 1996 г.). «Мышиные и человеческие гомологи DMC1, дрожжевого гена гомологичной рекомбинации, специфичного для мейоза, имеют общую уникальную форму транскрипта с пропущенным экзоном при мейозе» . Исследования нуклеиновых кислот . 24 (3): 470–477. дои : 10.1093/нар/24.3.470 . ПМК   145652 . ПМИД   8602360 .
  6. ^ Перейти обратно: а б Сато С., Секи Н., Хотта Ю., Табата С. (август 1995 г.). «Профили экспрессии человеческого гена, идентифицированного как структурный гомолог специфичных для мейоза recA-подобных генов» . Исследование ДНК . 2 (4): 183–186. дои : 10.1093/dnares/2.4.183 . ПМИД   8590282 .
  7. ^ Перейти обратно: а б Торслунд Т., Эсаши Ф., West SC (июнь 2007 г.). «Взаимодействие между белком BRCA2 человека и специфичной для мейоза рекомбиназой DMC1» . Журнал ЭМБО . 26 (12): 2915–2922. дои : 10.1038/sj.emboj.7601739 . ЧВК   1894777 . ПМИД   17541404 .
  8. ^ Перейти обратно: а б «Ген Энтрез: дозовый супрессор DMC1 DMC1 гомолога mck1, гомологичная рекомбинация, специфичная для мейоза (дрожжи)» .
  9. ^ Перейти обратно: а б Пасси С.И., Ю Х, Ли З., Раддинг СМ, Массон Дж.Ю., Вест С.К., Эгельман Э.Х. (сентябрь 1999 г.). «Человеческий белок Dmc1 связывает ДНК в виде октамерного кольца» . Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 96 (19): 10684–10688. Бибкод : 1999PNAS...9610684P . дои : 10.1073/pnas.96.19.10684 . ЧВК   17943 . ПМИД   10485886 .
  10. ^ Клауд В., Чан Ю.Л., Грабб Дж., Будке Б., Бишоп Д.К. (сентябрь 2012 г.). «Rad51 является дополнительным фактором для Dmc1-опосредованного образования суставных молекул во время мейоза» . Наука . 337 (6099): 1222–1225. Бибкод : 2012Sci...337.1222C . дои : 10.1126/science.1219379 . ПМК   4056682 . ПМИД   22955832 .
  11. ^ Епископ Д.К., Парк Д., Сюй Л., Клекнер Н. (май 1992 г.). «DMC1: мейоз-специфичный дрожжевой гомолог E. coli RecA, необходимый для рекомбинации, образования синаптонемных комплексов и развития клеточного цикла». Клетка . 69 (3): 439–456. дои : 10.1016/0092-8674(92)90446-j . ПМИД   1581960 . S2CID   45890186 .
  12. ^ Перейти обратно: а б с Массон Дж. Я., Западная Южная Каролина (февраль 2001 г.). «Рекомбиназы Rad51 и Dmc1: неидентичные близнецовые отношения». Тенденции биохимических наук . 26 (2): 131–136. дои : 10.1016/S0968-0004(00)01742-4 . ПМИД   11166572 .
  13. ^ Ли З., Голуб Е.И., Гупта Р., Раддинг С.М. (октябрь 1997 г.). «Рекомбинационная активность белка HsDmc1, мейотического человеческого гомолога белка RecA» . Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 94 (21): 11221–11226. Бибкод : 1997PNAS...9411221L . дои : 10.1073/pnas.94.21.11221 . ПМК   23422 . ПМИД   9326590 .
  14. ^ Перейти обратно: а б Массон Дж.Ю., Дэвис А.А., Хаджибагери Н., Ван Дайк Э., Бенсон Ф.Е., Стасиак А.З. и др. (ноябрь 1999 г.). «Специфичная для мейоза рекомбиназа hDmc1 образует кольцевые структуры и взаимодействует с hRad51» . Журнал ЭМБО . 18 (22): 6552–6560. дои : 10.1093/emboj/18.22.6552 . ПМЦ   1171718 . ПМИД   10562567 .
  15. ^ Кобаяши В., Такаку М., Мачида С., Тачивана Х., Маэхара К., Окава Ю., Курумизака Х. (апрель 2016 г.). «Архитектура хроматина может определять целевой сайт для DMC1, но не для RAD51, во время гомологичного спаривания» . Научные отчеты . 6 : 24228. Бибкод : 2016NatSR...624228K . дои : 10.1038/srep24228 . ПМЦ   4823753 . ПМИД   27052786 .
  16. ^ Да Инес О, Базиле Дж., Гальего М.Э., Уайт CI (август 2022 г.). «DMC1 ослабляет RAD51-опосредованную рекомбинацию у Arabidopsis» . ПЛОС Генетика . 18 (8): e1010322. дои : 10.1371/journal.pgen.1010322 . ПМЦ   9451096 . ПМИД   36007010 .
  17. ^ Хантер Н. (октябрь 2015 г.). «Мейотическая рекомбинация: сущность наследственности» . Перспективы Колд-Спринг-Харбор в биологии . 7 (12): а016618. doi : 10.1101/cshperspect.a016618 . ПМК   4665078 . ПМИД   26511629 .
  18. ^ Ли Дж., Теракава Т., Ци З, Стейнфельд Дж. Б., Реддинг С., Квон Ю. и др. (август 2015 г.). «РЕКОМБИНАЦИЯ ДНК. Шагание триплета оснований с помощью рекомбиназ семейства Rad51 / RecA» . Наука . 349 (6251): 977–981. дои : 10.1126/science.aab2666 . ПМЦ   4580133 . ПМИД   26315438 .
  19. ^ Перейти обратно: а б Чен Х, Хэ С, Ван С, Ван X, Жуань Ф, Ян Дж и др. (август 2021 г.). «RAD51 поддерживает DMC1, ингибируя комплекс SMC5/6 во время мейоза» . Растительная клетка . 33 (8): 2869–2882. дои : 10.1093/plcell/koab136 . ПМЦ   8408460 . ПМИД   34009315 .
  20. ^ Ито М., Фурукохри А., Мацузаки К., Фудзита Ю., Тойода А., Шинохара А. (октябрь 2023 г.). «АТФаза FIGNL1 AAA + ремоделирует филаменты RAD51 и DMC1 при премейотической репликации ДНК и мейотической рекомбинации» . Природные коммуникации . 14 (1): 6857. Бибкод : 2023NatCo..14.6857I . doi : 10.1038/s41467-023-42576-w . ПМЦ   10611733 . ПМИД   37891173 .
  21. ^ Перейти обратно: а б Крикард Дж.Б., Канецки К., Квон Й., Сунг П., Грин ЕС (март 2018 г.). «Спонтанная саморасщепление ДНК-рекомбиназ Rad51 и Dmc1 внутри смешанных рекомбиназных нитей» . Журнал биологической химии . 293 (11): 4191–4200. дои : 10.1074/jbc.RA117.001143 . ПМК   5858004 . ПМИД   29382724 .
  22. ^ Сингх Дж., Да Инес О., Гальего М.Э., Уайт CI (2017). «Анализ влияния отсутствия обменной активности цепи RAD51 на мейоз Arabidopsis» . ПЛОС ОДИН . 12 (8): e0183006. Бибкод : 2017PLoSO..1283006S . дои : 10.1371/journal.pone.0183006 . ПМК   5552350 . ПМИД   28797117 .
  23. ^ Бугреев Д.В., Хуанг Ф., Мазина О.М., Пецца Р.Дж., Волошин О.Н., Камерини-Отеро Р.Д., Мазин А.В. (июнь 2014 г.). «HOP2-MND1 модулирует связывание RAD51 с нуклеотидами и ДНК» . Природные коммуникации . 5 (1): 4198. Бибкод : 2014NatCo...5.4198B . дои : 10.1038/ncomms5198 . ПМЦ   4279451 . ПМИД   24943459 .
  24. ^ Чен Ю.К., Ленг Ч.Х., Оливарес Х., Ли М.Х., Чанг Ю.К., Кунг В.М. и др. (июль 2004 г.). «Гетеродимерные комплексы Hop2 и Mnd1 функционируют с Dmc1, способствуя сопоставлению мейотических гомологов и ассимиляции цепей» . Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 101 (29): 10572–10577. Бибкод : 2004PNAS..10110572C . дои : 10.1073/pnas.0404195101 . ПМК   490024 . ПМИД   15249670 .
  25. ^ «ДНК-мейотическая рекомбиназа 1 DMC1 [Homo sapiens (человек)] - Ген» . Национальный центр биотехнологической информации (NCBI) . Национальная медицинская библиотека США . Проверено 5 декабря 2023 г.
  26. ^ Баннистер Л.А., Пецца Р.Дж., Дональдсон-младший, де Рой Д.Г., Скименти К.Дж., Камерини-Отеро Р.Д., Скименти Дж.К. (май 2007 г.). «Доминантный аллель Dmc1 с дефектом рекомбинации, вызывающий мужскую стерильность» . ПЛОС Биология . 5 (5): е105. дои : 10.1371/journal.pbio.0050105 . ПМЦ   1847842 . ПМИД   17425408 .

Дальнейшее чтение

[ редактировать ]
Arc.Ask3.Ru: конец переведенного документа.
Arc.Ask3.Ru
Номер скриншота №: 120c2f77ff19f2005e6018cdad0aded6__1705557660
URL1:https://arc.ask3.ru/arc/aa/12/d6/120c2f77ff19f2005e6018cdad0aded6.html
Заголовок, (Title) документа по адресу, URL1:
DMC1 (gene) - Wikipedia
Данный printscreen веб страницы (снимок веб страницы, скриншот веб страницы), визуально-программная копия документа расположенного по адресу URL1 и сохраненная в файл, имеет: квалифицированную, усовершенствованную (подтверждены: метки времени, валидность сертификата), открепленную ЭЦП (приложена к данному файлу), что может быть использовано для подтверждения содержания и факта существования документа в этот момент времени. Права на данный скриншот принадлежат администрации Ask3.ru, использование в качестве доказательства только с письменного разрешения правообладателя скриншота. Администрация Ask3.ru не несет ответственности за информацию размещенную на данном скриншоте. Права на прочие зарегистрированные элементы любого права, изображенные на снимках принадлежат их владельцам. Качество перевода предоставляется как есть. Любые претензии, иски не могут быть предъявлены. Если вы не согласны с любым пунктом перечисленным выше, вы не можете использовать данный сайт и информация размещенную на нем (сайте/странице), немедленно покиньте данный сайт. В случае нарушения любого пункта перечисленного выше, штраф 55! (Пятьдесят пять факториал, Денежную единицу (имеющую самостоятельную стоимость) можете выбрать самостоятельно, выплаичвается товарами в течение 7 дней с момента нарушения.)