染色体的同源重组是重组修复的基础fig32.pptVIP

真核生物DNA修复机制董霞 蒋舜媛 程在全 真核生物DNA的修复机制 重组修复 非同源末端连接修复 跨越修复 切除修复 一. 真核生物DNA损伤的重组修复 同源重组的重要性 染色体重组及重组修复的有关蛋白 酵母影响同源间重组的途径 酵母菌中复制导致的染色体片段化 酵母菌重组修复的机制 脊椎动物细胞的重组修复 同源重组的重要性 Proc. Natl. Acad. Sci. USA, Vol. 98, Issue 15, 8461-8468, July 17, 2001 Colloquium PaperDNA replication meets genetic exchange: Chromosomal damage and its repair by homologous recombination Andrei Kuzminov* 染色体重组及重组修复的有关蛋白染色体的同源重组是重组修复的基础。(fig32)酵母中重组相关蛋白与phage T4、大肠杆菌的比较，通过对重组缺陷突变体的研究,揭示DNA代谢在跨不同领域的明显的相似性，分析了相应重组酶及有关蛋白质的特征(fig33) 如PCNA(fig38)。当单链DNA断裂不能复制时，就引发同源重组。 酵母中影响同源性重组的途径 A. RAD51/54/55/57 作用于同源重组之间,强烈影响同源染色体间的重组. B. rad50, mre11 (rad58), rad59, and xrs2 (rad60),作用于姊妹重组之间, RAD50/58/59/60途径轻微提高同源间重组的水平. 它们都受RAD52的控制 酵母菌中复制导致的染色体片段化 A:点检测 真核生物复制及修复过程中精确的点检测方式阻止了细胞周期以避免DNA的明显损伤，阻止停滞不前的复制叉的大量出现，从而产生染色体片段化，然后或细胞停止分裂或有助于重组修复的形成。 B: 当出芽酵母细胞用羟基尿抑制核苷酸还原酶, 细胞中的DNA会集聚单链断裂.单链断裂转换为双链断裂也使DNA片段化，这一些现象最直接的解释是原来有单链断裂的DNA上复制叉解散(Fig. 2 B--?C), 出现断裂双链。  rad27 pol30  rfc1 cdc9 D:Michael Resnick 和Dmitry Gordenin 报道了一系列DNA聚合酶δ突变体中，如果再加上rad27突变，缺乏3’—5’核酸外切酶活性,这种突变是致死的 。但是, DNA聚合酶δ突变体中,如果具有Rad27和 3’ -?5’ Exo of Pol（聚合酶的3’ -?5’核酸外切酶活性）,这样的突变体仍能存活，不过会发生超重组，超重组依赖于RAD50, RAD51, 和 RAD52. 这种情况下冈崎片段有可能不能成熟, 也出现DNA片段化。 酵母菌重组修复的机制 A、暂停复制叉修复的假说(fig) B、链退火修复复制叉 依靠单链退火修复复制叉的两种途径 复制叉到达模板DNA的单链断裂后解体, Rad52促进染色质上带有单链裂缝的分离末端的重新退火。 单链断裂的修复 全长染色质上的单链断裂得到填补，Rad54催化完整染色质在双链末端临近位置的解链。 Rad52催化一条单链与打开的姊妹链的双链之一的末端退火，从而产生复制叉结构。(fig35) C:酵母菌的双链断裂重组 酵母菌的双链断裂重组有两个阶段：1、末端之一侵入到同源染色体，形成类似于复制叉的重组中间体，2、另一末端的聚集阻止了重组中间体形成复制叉. 如果因为同源性有限，第二个末端不能与重组中间体结合，复制叉成熟，继而推进到染色体末端。 D、双链末端修复的发生顺序假说 双链末端被Rad50/Rad58/Rad60加工产生ssDNA突出，与RPA形成复合体; Rad52 催化RPA 与Rad51的转化； Rad51, 在 Rad54, Rad55, 和Rad57的帮助下，催化双链末端侵入完整的姊妹双链。 在这一机制中, Rad51作为蛋白质复合体的组成者和催化剂两方面起着重要的作用(fig41)。 脊椎动物细胞的重组修复 重组修复机制与酵母大致相同，只是要复杂些。多数双链断裂被同源重组如实修复，这一重组机制是通过缩短断裂一端的同源 序列长度 实验证实的：得到的修复产物携带着断裂的非同源一端的多种拷贝。在复制区内及前后，有很多微小同源区。显然，断裂的同源末端侵袭完整的姊妹染色单体，启动复制叉，产生的末端在微小同源区与非同源末端相连。 Proc. Natl. Acad. Sci. USA, Vol. 98, Issue 15, 8388-8394, July 17, 2001 Co