Внехромосомный круг рДНК
 |
Внехромосомные кольца рДНК (также известные как ERC ) представляют собой фрагменты внехромосомной кольцевой ДНК (вкДНК), полученные из рибосомальной ДНК (рДНК). Первоначально обнаруженные в пекарских дрожжах , эти самовоспроизводящиеся круги, как предполагается, способствуют их старению и обнаруживаются в их старых клетках. [ 1 ] [ 2 ] [ 3 ] Как и обычные вкДНК, они создаются путем внутримолекулярной гомологичной рекомбинации хромосомы. [ 4 ] [ 5 ] [ 6 ] Процесс внутримолекулярной гомологичной рекомбинации не зависит от хромосомной репликации. круги Сгенерированные de novo содержали точные кратные тандемные копии фрагментов размером 2 КБ из космидных шаблонов. Тандемная организация необходима для формирования круга. Вытеснение организованных рибосомальных генов в межгенных нетранскрибируемых спейсерах приводит к образованию либо больших, либо малых кругов повторов в зависимости от больших или коротких повторов спейсера. [ 4 ]
В штаммах дрожжей
[ редактировать ]Было показано, что мутации Sgs1 гена в материнских клетках дрожжей ускоряют старение, что указывает на их функцию клеточного старения . [ 7 ] ERC накапливаются в старых клетках, и было обнаружено, что мутации Sgs1 увеличивают это накопление, что приводит к идее, что ERC приводят к сокращению продолжительности жизни клеток. [ 8 ] И наоборот, удаление Fob1 замедляет накопление ERC и увеличивает продолжительность жизни. [ 9 ] Накопленные ERC нарушают пролиферацию клеток в старых клетках, препятствуя экспрессии важных генов клеточного цикла при переходе G1/S и, таким образом, задерживают прогрессирование клеточного цикла. [ 10 ] ERC накапливаются в материнской клетке во время процесса почкования . [ 2 ] Синклер и др. упомянули предполагаемый общий механизм между генами Sgs1 и WRN, поскольку они оба оказывают связанное с возрастом влияние на старение дрожжей и человека соответственно. [ 8 ] [ 11 ] [ 12 ] [ 13 ]
Боргоутс и др. определили два механизма: ретроградный ответ и увеличение клеточного содержания ERC, которые влияют на продолжительность жизни дрожжей. Они определили, что генерация ERCs отрицательно влияет на продолжительность жизни штаммов дрожжей grande (клетки с полностью функциональными митохондриями) и petite (клетки с дисфункциональными митохондриями). [ 14 ]
В Xenopus laevis
[ редактировать ]Кольцевая внехромосомная ДНК встречается не только у дрожжей, но и у других эукариотических организмов . [ 15 ] [ 16 ] регулируемое образование вкДНК в эмбрионах пребласты Xenopus Разработано . Популяция кольцевой рДНК снижается у эмбрионов, что указывает на миграцию кольцевой рДНК в линейную ДНК, как было показано в их анализе с помощью 2D-гель-электрофореза. Уменьшение количества кольцевой рДНК и деградация амплифицированной популяции рДНК на ранних стадиях развития эмбриона показали, что небольшие кольцевые молекулы гомологичны кластеру генов рДНК, а это означает, что большое количество последовательностей рДНК не склонно к образованию кольцевых хромосом в результате случайных событий, таких как разрыв. перевязки. [ 15 ]
В ретроградном ответе
[ редактировать ]Ретроградный ответ или (регуляция) — это общий термин для передачи сигналов митохондрий, который в широком смысле определяется как клеточные ответы на изменения функционального состояния митохондрий. [ 17 ] Пул и др. предоставили модель, которая раскрывает роль ретроградной реакции в продолжительности жизни. Они описывают процесс, в котором происходит выработка ERC и сокращается продолжительность жизни гена TAR1. [ 18 ]
См. также
[ редактировать ]Ссылки
[ редактировать ]- ^ Синклер Д.А., Гуаренте Л. (декабрь 1997 г.). «Внехромосомные кольца рДНК — причина старения дрожжей» . Клетка . 91 (7): 1033–42. дои : 10.1016/S0092-8674(00)80493-6 . ПМИД 9428525 .
- ^ Перейти обратно: а б Нистрем Т. (декабрь 2007 г.). «Бактериальный тип старения» . ПЛОС Генетика . 3 (12): е224. дои : 10.1371/journal.pgen.0030224 . ПМК 2134940 . ПМИД 18085827 .
- ^ Редей ГП (2008). «ERC (Внехромосомный круг рДНК)». Энциклопедия генетики, геномики, протеомики и информатики (3-е изд.). Нидерланды: Спрингер. стр. 629 . дои : 10.1007/978-1-4020-6754-9_5501 . ISBN 978-1-4020-6753-2 .
- ^ Перейти обратно: а б Коэн С., Якоби К., Сигал Д. (июнь 2003 г.). «Внехромосомная кольцевая ДНК тандемно повторяющихся геномных последовательностей у дрозофилы» . Геномные исследования . 13 (6А): 1133–45. дои : 10.1101/гр.907603 . ПМК 403641 . ПМИД 12799349 .
- ^ «Термин онтологии генов: накопление внехромосомных колец рДНК, участвующее в репликативном старении клеток» . База данных геномов сахаромицетов (SGD) .
- ^ «Термин онтологии генов: внехромосомный круг рДНК» . База данных геномов сахаромицетов (SGD) .
- ^ Синклер Д.А., Миллс К., Гуаренте Л. (август 1997 г.). «Ускоренное старение и фрагментация ядрышек у дрожжевых мутантов sgs1». Наука . 277 (5330): 1313–6. дои : 10.1126/science.277.5330.1313 . ПМИД 9271578 .
- ^ Перейти обратно: а б Синклер Д.А., Миллс К., Гуаренте Л. (август 1997 г.). «Ускоренное старение и фрагментация ядрышек у дрожжевых мутантов sgs1». Наука . 277 (5330): 1313–6. дои : 10.1126/science.277.5330.1313 . ПМИД 9271578 .
- ^ Дефоссе, Пьер-Антуан; Прусти, Рита; Каберлейн, Мэтт; Линь, Су-Джу; Ферриньо, Пол; Сильвер, Памела А.; Кейл, Ральф Л.; Гуаренте, Леонард (1 апреля 1999 г.). «Устранение белка блока репликации Fob1 продлевает продолжительность жизни материнских клеток дрожжей» . Молекулярная клетка . 3 (4): 447–455. дои : 10.1016/S1097-2765(00)80472-4 . ISSN 1097-2765 . ПМИД 10230397 .
- ^ Нейрор, GE; Терри, РЛ; Сандикчи, А.; Цзоу, К.; Ли, Х.; Амон, А. (2018). «Нарушение регуляции фазового перехода G1/S является непосредственной причиной смертности старых материнских клеток дрожжей» . Гены и развитие . 32 (15–16): 1075–1084. дои : 10.1101/gad.312140.118 . ПМК 6075151 . ПМИД 30042134 .
- ^ Стрелер Б.Л. (1 января 1986 г.). «Генетическая нестабильность как основная причина старения человека». Экспериментальная геронтология . 21 (4–5): 283–319. дои : 10.1016/0531-5565(86)90038-0 . ПМИД 3545872 . S2CID 34431271 .
- ^ Адамстон Ф.Б., Тейлор А.Б. (декабрь 1977 г.). «Ядрышковая реорганизация в клетках почек крысы и ее связь со старением». Журнал морфологии . 154 (3): 459–77. дои : 10.1002/jmor.1051540306 . ПМИД 592409 . S2CID 23371208 .
- ^ Вайнштейн М.Э., Мукерджи А.Б. (март 1988 г.). «Вариации культуральной среды в связи со старением фибробластов человека in vitro: II. Влияние на число ядрышек/клетку, объем/ядрышко и общий объем ядрышка/клетку». Механизмы старения и развития . 42 (3): 215–27. дои : 10.1016/0047-6374(88)90048-6 . ПМИД 3367667 . S2CID 45691903 .
- ^ Боргоутс К., Бенгурия А., Ваврин Дж., Джазвински С.М. (февраль 2004 г.). «Белок Rtg2 связывает метаболизм и стабильность генома с долголетием дрожжей» . Генетика . 166 (2): 765–77. дои : 10.1534/генетика.166.2.765 . ПМК 1470750 . ПМИД 15020466 .
- ^ Перейти обратно: а б Коэн С., Менут С., Мечали М. (октябрь 1999 г.). «Регулируемое образование внехромосомных кольцевых молекул ДНК во время развития Xenopus laevis» . Молекулярная и клеточная биология . 19 (10): 6682–9. дои : 10.1128/mcb.19.10.6682 . ПМК 84653 . ПМИД 10490607 .
- ^ Гаубац Дж.В. (1990). «Внехромосомные кольцевые ДНК и пластичность геномных последовательностей в эукариотических клетках». Мутационные исследования . 237 (5–6): 271–92. дои : 10.1016/0921-8734(90)90009-G . ПМИД 2079966 .
- ^ Бутоу Р.А., Авадхани Н.Г. (апрель 2004 г.). «Митохондриальная передача сигналов: ретроградный ответ» . Молекулярная клетка . 14 (1): 1–15. дои : 10.1016/s1097-2765(04)00179-0 . PMID 15068799 .
- ^ Пул А.М., Кобаяши Т., Гэнли А.Р. (сентябрь 2012 г.). «Положительная роль внехромосомных колец рДНК дрожжей? Накопление внехромосомных колец рибосомальной ДНК во время ретроградного ответа может подавлять митохондриальные читы у дрожжей посредством действия TAR1» . Биоэссе . 34 (9): 725–9. doi : 10.1002/bies.201200037 . ПМК 3563013 . ПМИД 22706794 .