DMC1 (gen) - DMC1 (gene)

DMC1
Dostupné struktury
PDB	Hledání ortologu: PDBe RCSB
Seznam id kódů PDB
	1V5W, 2ZJB, 4HYY
Identifikátory
Aliasy	DMC1DMC1H, LIM15, dJ199H16.1, DNA meiotická rekombináza 1
Externí ID	OMIM: 602721 MGI: 105393 HomoloGene: 5135 Genové karty: DMC1
Umístění genu (člověk)
Chr.	Chromozom 22 (lidský)
Konec	38,570,204 bp
Umístění genu (myš)
Chr.	Chromozom 15 (myš)
Konec	79,605,109 bp
Exprese RNA vzor
	; ;
	Další údaje o referenčních výrazech
Genová ontologie
Molekulární funkce	• Vazba DNA; • vazba nukleotidů; • Aktivita ATPázy závislá na DNA; • aktivita rekombinázy; • jednořetězcová vazba DNA; • GO: 0001948 vazba na proteiny; • vazba čtyřcestného spojení DNA; • dvouřetězcová vazba DNA; • aktivita endodeoxyribonukleázy; • ATP vazba;
Buněčná složka	• chromozóm; • nukleoplazma; • chromozom, telomerická oblast; • buněčné jádro; • kondenzovaný jaderný chromozom;
Biologický proces	• invaze pramenů; • reakce na ionizující záření; • Sestavení DNA rekombinázy; • generace ženské gamety; • mužská meióza I; • Proces metabolismu DNA; • generace gamet; • synapse; • zrání oocytů; • spermatogeneze; • vývoj spermatidů; • vývoj vaječníkových folikulů; • buněčný cyklus; • organizace chromozomů zapojených do meiotického buněčného cyklu; • mitotická rekombinace; • Oprava DNA; • reciproční meiotická rekombinace; • GO: 0007126 meiotický buněčný cyklus;
	Zdroje:Amigo / QuickGO
Ortology
	11144
	13404
	ENSG00000100206
	ENSMUSG00000022429
	Q14565
	Q61880
	NM_001278208; NM_007068; NM_001363017
	NM_001278226; NM_010059
	NP_001265137; NP_008999; NP_001349946
	NP_001265155; NP_034189
	Wikidata
Zobrazit / upravit člověka	Zobrazit / upravit myš

Meiotický rekombinační protein DMC1 / LIM15 homolog je protein že u lidí je kódován DMC1 gen.^[5]^[6]^[7]^[8]

Meiotický rekombinační protein Dmc1 je homolog bakteriálního proteinu pro výměnu řetězců RecA. Dmc1 hraje ústřední roli v homologní rekombinaci v meióze tím, že se shromažďuje v místech naprogramovaných dvouřetězcových zlomů DNA a provádí hledání alelických sekvencí DNA umístěných na homologních chromatidech. Název „Dmc“ znamená „narušená meiotická cDNA“ a odkazuje na metodu použitou k jejímu objevu, která zahrnovala použití klonů z meiosis-specifické cDNA knihovny k přímému vyřazení mutací hojně exprimovaných meiotických genů. Protein Dmc1 je jedním ze dvou homologů RecA nacházejících se v eukaryotických buňkách, druhým je Rad51. V nadějných kvasnicích slouží Rad51 jako protein pro výměnu vláken v mitóze, kde je kritický pro opravu zlomů DNA. Rad51 se během meiózy převádí na pomocný faktor pro Dmc1 inhibicí aktivity výměny vláken.^[9] Homology DMC1 byly identifikovány v mnoha organismech, včetně odlišných hub, rostlin a savců, včetně lidí.^[5]^[6]^[7]^[8]

Objev

Gen a protein DMC1 byly objeveny v nadějných kvasinkách S. cerevisiae od Douglas Bishop když byl postdoktorandem v laboratoři Nancy Kleckner na Harvardské univerzitě.^[10]

Funkce

Protein kódovaný tímto genem je nezbytný pro meiotickou homologní rekombinaci. Genetická rekombinace v meióze hraje důležitou roli při generování rozmanitosti genetické informace a usnadňuje redukční segregaci chromozomů, ke které musí dojít při tvorbě gamet během sexuální reprodukce.

Stejně jako ostatní členové rodiny Rad51 / RecA stabilizuje Dmc1 meziprodukty výměny řetězců (Rad1 / RecA-natažená DNA nebo RS-DNA) v natažených tripletech podobných B ve formě DNA. Každá molekula proteinu váže triplet nukleotidů a sílu této vazby, jak je hodnoceno změnou v Gibbsova volná energie, lze hodnotit délkou času, po který zůstane značená dsDNA sonda s krátkou homologní sekvencí vázána na DNA obsahující krátkou homologní oblast. Studie tohoto typu ukázala, že neshoda v žádné ze tří pozic na konci úseku homologie nezvýší dobu, po kterou zůstane sonda vázána, a v konstrukcích Rad51 nebo RecA způsobí vnitřní neshoda podobnou zkrácení doby vazby. Všechny enzymy jsou schopné „překročit“ nesoulad a pokračovat v pevnějším vázání sondy, pokud existuje delší oblast homologie. S Dmc1 však triplet s jediným vnitřním (ale nikoli terminálním) nesouladem přispěje ke stabilitě vazby sondy v podobném rozsahu jako ten bez nesouladu. Tímto způsobem je Dmc1 speciálně vhodný pro svou roli meiosis-specific rekombinázy, protože tato aktivita umožňuje efektivněji katalyzovat rekombinaci mezi sekvencemi, které nejsou dokonale spárovány.^[11]

Interakce

Bylo prokázáno, že DMC1 (gen) komunikovat s RAD51.^[12] Bylo také prokázáno, že protein váže Tid1 (Rdh54), Mei5 / Sae3 a Hop2 / Mnd1. Všechny tyto interagující proteiny zvyšují aktivitu Dmc1 v purifikovaných systémech a jsou také implikovány jako požadované funkce Dmc1 v buňkách.

Interakce Rad51 s Dmc1

V době redukční dělení buněk, dva rekombinázy, Rad51 a Dmc1, interagují s jednořetězcovými DNA k vytvoření specializovaných vláken, která jsou přizpůsobena pro usnadnění rekombinace mezi homologními chromozomy. Jak Dmc1, tak Rad51 mají vnitřní schopnost samo agregace.^[13] Přítomnost vláken Rad51 stabilizuje sousední vlákna Dmc1 a naopak Dmc1 stabilizuje sousední vlákna Rad51. Byl navržen model, ve kterém Dmc1 a Rad51 tvoří oddělená vlákna na stejné jednořetězcové DNA a vzájemná komunikace mezi dvěma rekombinázami ovlivňuje jejich biochemické vlastnosti.^[13]

Během meiózy se zdá, že i při absenci aktivity výměny vláken Rad51 je Dmc1 schopen opravit všechny zlomy meiotické DNA a tato absence neovlivňuje meiotický přechod sazby.^[14]

Reference

^ ^A ^b ^C GRCh38: Vydání souboru 89: ENSG00000100206 - Ensembl, Květen 2017
^ ^A ^b ^C GRCm38: Vydání souboru 89: ENSMUSG00000022429 - Ensembl, Květen 2017
^ „Human PubMed Reference:“. Národní centrum pro biotechnologické informace, Americká národní lékařská knihovna.
^ „Myš PubMed Reference:“. Národní centrum pro biotechnologické informace, Americká národní lékařská knihovna.
^ ^A ^b Habu T, Taki T, West A, Nishimune Y, Morita T (1996). „Myší a lidské homology DMC1, homologního rekombinačního genu specifického pro kvasinkovou meiózu, mají v meióze běžnou jedinečnou formu transkriptu vynechaného exonem.“. Nucleic Acids Res. 24 (3): 470–7. doi:10.1093 / nar / 24.3.470. PMC 145652. PMID 8602360.
^ ^A ^b Sato S, Seki N, Hotta Y, Tabata S (1995). „Profily exprese lidského genu identifikované jako strukturní homolog meiosis-specifických genů podobných recA“. DNA Res. 2 (4): 183–6. doi:10.1093 / dnares / 2.4.183. PMID 8590282.
^ ^A ^b Thorslund T, Esashi F, West SC (2007). „Interakce mezi lidským proteinem BRCA2 a meiosis-specific recombinase DMC1“. EMBO J.. 26 (12): 2915–22. doi:10.1038 / sj.emboj.7601739. PMC 1894777. PMID 17541404.
^ ^A ^b "Entrez Gene: DMC1 DMC1 potlačující dávkování homologu mck1, homologní rekombinace specifická pro meiózu (kvasinky)".
^ Cloud V, Chan YL, Grubb J, Budke B, Bishop DK (2012). „Rad51 je doplňkovým faktorem pro tvorbu kloubní molekuly zprostředkované Dmc1 během meiózy“. Věda. 337 (6099): 1222–5. doi:10.1126 / science.1219379. PMC 4056682. PMID 22955832.
^ Bishop DK, Park D, Xu L, Kleckner N (1992). „DMC1: homogenní kvasinkový homolog E. coli recA požadovaný pro rekombinaci, tvorbu synaptonemálního komplexu a progresi buněčného cyklu“. Buňka. 69 (3): 439–56. doi:10.1016 / 0092-8674 (92) 90446-j. PMID 1581960.
^ Lee JY, Terakawa T, Qi Z, Steinfeld JB, Redding S, Kwon Y, Gaines WA, Zhao W, Sung P, Greene EC (srpen 2015). "DNA rekombinace. Krokování bazických tripletů pomocí rodiny rekombináz Rad51 / RecA". Věda. 349 (6251): 977–81. doi:10.1126 / science.aab2666. PMC 4580133. PMID 26315438.
^ Masson JY, Davies AA, Hajibagheri N, Van Dyck E, Benson FE, Stasiak AZ, Stasiak A, West SC (listopad 1999). „Rekombináza hDmc1 specifická pro meiózu tvoří kruhové struktury a interaguje s hRad51“. EMBO J.. 18 (22): 6552–60. doi:10.1093 / emboj / 18.22.6552. PMC 1171718. PMID 10562567.
^ ^A ^b Crickard JB, Kaniecki K, Kwon Y, Sung P, Greene EC (2018). „Spontánní segregace DNA rekombináz Rad51 a Dmc1 ve smíšených vláknech rekombinázy“. J. Biol. Chem. 293: 4191–4200. doi:10.1074 / jbc.RA117.001143. PMC 5858004. PMID 29382724.
^ Singh G, Da Ines O, Gallego ME, White CI (2017). „Analýza dopadu absence aktivity výměny řetězců RAD51 u meiózy Arabidopsis“. PLOS ONE. 12 (8): e0183006. doi:10.1371 / journal.pone.0183006. PMC 5552350. PMID 28797117.

Další čtení

Golub EI, Gupta RC, Haaf T, Wold MS, Radding CM (1998). „Interaction of human rad51 recombination protein with single-stranded DNA binding protein, RPA“. Nucleic Acids Res. 26 (23): 5388–93. doi:10.1093 / nar / 26.23.5388. PMC 148005. PMID 9826763.
Masson JY, Davies AA, Hajibagheri N, Van Dyck E, Benson FE, Stasiak AZ, Stasiak A, West SC (1999). „Rekombináza hDmc1 specifická pro meiózu tvoří kruhové struktury a interaguje s hRad51“. EMBO J.. 18 (22): 6552–60. doi:10.1093 / emboj / 18.22.6552. PMC 1171718. PMID 10562567.
Dunham I, Shimizu N, Roe BA, Chissoe S, Hunt AR, Collins JE, Bruskiewich R, Beare DM, Clamp M, Smink LJ, Ainscough R, Almeida JP, Babbage A, Bagguley C, Bailey J, Barlow K, Bates KN , Beasley O, Bird CP, Blakey S, Bridgeman AM, Buck D, Burgess J, Burrill WD, O'Brien KP (1999). „Sekvence DNA lidského chromozomu 22“. Příroda. 402 (6761): 489–95. doi:10.1038/990031. PMID 10591208.
Moens PB, Kolas NK, Tarsounas M, Marcon E, Cohen PE, Spyropoulos B (2002). „Časový průběh a chromozomální lokalizace proteinů souvisejících s rekombinací při meióze u myší jsou kompatibilní s modely, které mohou vyřešit časné interakce DNA-DNA bez vzájemné rekombinace.“ J. Cell Sci. 115 (Pt 8): 1611–22. PMID 11950880.
Habu T, Wakabayashi N, Yoshida K, Yomogida K, Nishimune Y, Morita T (2004). „Protein p53 interaguje specificky s meiózně specifickým savčím proteinem podobným RecA DMC1 v meióze“. Karcinogeneze. 25 (6): 889–93. doi:10.1093 / carcin / bgh099. PMID 14764457.
Kinebuchi T, Kagawa W, Enomoto R, Tanaka K, Miyagawa K, Shibata T, Kurumizaka H, Yokoyama S (2004). "Strukturální základ pro tvorbu oktamerního kruhu a interakce DNA lidského homologního párovacího proteinu Dmc1". Mol. Buňka. 14 (3): 363–74. doi:10.1016 / S1097-2765 (04) 00218-7. PMID 15125839.
Sehorn MG, Sigurdsson S, Bussen W, Unger VM, Sung P (2004). „Lidská meiotická rekombináza Dmc1 podporuje výměnu homologních řetězců DNA závislou na ATP“. Příroda. 429 (6990): 433–7. doi:10.1038 / nature02563. PMID 15164066.
Collins JE, Wright CL, Edwards CA, Davis MP, Grinham JA, Cole CG, Goward ME, Aguado B, Mallya M, Mokrab Y, Huckle EJ, Beare DM, Dunham I (2004). „Přístup ke klonování lidského ORFeome založený na anotaci genomu“. Genome Biol. 5 (10): R84. doi:10.1186 / gb-2004-5-10-r84. PMC 545604. PMID 15461802.
Kinebuchi T, Kagawa W, Kurumizaka H, Yokoyama S (2005). „Role N-koncové domény lidského proteinu DMC1 při tvorbě oktameru a vazbě DNA“. J. Biol. Chem. 280 (31): 28382–7. doi:10,1074 / jbc.M503372200. PMID 15917243.
Bugreev DV, Golub EI, Stasiak AZ, Stasiak A, Mazin AV (2005). "Aktivace lidské meiózy specifické rekombinázy Dmc1 pomocí Ca2 +". J. Biol. Chem. 280 (29): 26886–95. doi:10,1074 / jbc.M502248200. PMID 15917244.
Rual JF, Venkatesan K, Hao T, Hirozane-Kishikawa T, Dricot A, Li N, Berriz GF, Gibbons FD, Dreze M, Ayivi-Guedehoussou N, Klitgord N, Simon C, Boxem M, Milstein S, Rosenberg J, Goldberg DS, Zhang LV, Wong SL, Franklin G, Li S, Albala JS, Lim J, Fraughton C, Llamosas E, Cevik S, Bex C, Lamesch P, Sikorski RS, Vandenhaute J, Zoghbi HY, Smolyar A, Bosak S, Sequerra R, Doucette-Stamm L, Cusick ME, Hill DE, Roth FP, Vidal M (2005). „Směrem k mapě lidské interakční sítě protein-protein v měřítku proteomu“. Příroda. 437 (7062): 1173–8. doi:10.1038 / nature04209. PMID 16189514.
Pezza RJ, Voloshin ON, Vanevski F, Camerini-Otero RD (2007). „Hop2 / Mnd1 působí na dva kritické kroky v homologním párování podporovaném Dmc1“. Genes Dev. 21 (14): 1758–66. doi:10.1101 / gad.1562907. PMC 1920170. PMID 17639081.

[refGRCh38Ensembl-1] A ^b ^C GRCh38: Vydání souboru 89: ENSG00000100206 - Ensembl, Květen 2017

[refGRCm38Ensembl-2] A ^b ^C GRCm38: Vydání souboru 89: ENSMUSG00000022429 - Ensembl, Květen 2017

[3] „Human PubMed Reference:“. Národní centrum pro biotechnologické informace, Americká národní lékařská knihovna.

[4] „Myš PubMed Reference:“. Národní centrum pro biotechnologické informace, Americká národní lékařská knihovna.

[pmid8602360-5] A ^b Habu T, Taki T, West A, Nishimune Y, Morita T (1996). „Myší a lidské homology DMC1, homologního rekombinačního genu specifického pro kvasinkovou meiózu, mají v meióze běžnou jedinečnou formu transkriptu vynechaného exonem.“. Nucleic Acids Res. 24 (3): 470–7. doi:10.1093 / nar / 24.3.470. PMC 145652. PMID 8602360.

[pmid8590282-6] A ^b Sato S, Seki N, Hotta Y, Tabata S (1995). „Profily exprese lidského genu identifikované jako strukturní homolog meiosis-specifických genů podobných recA“. DNA Res. 2 (4): 183–6. doi:10.1093 / dnares / 2.4.183. PMID 8590282.

[pmid17541404-7] A ^b Thorslund T, Esashi F, West SC (2007). „Interakce mezi lidským proteinem BRCA2 a meiosis-specific recombinase DMC1“. EMBO J.. 26 (12): 2915–22. doi:10.1038 / sj.emboj.7601739. PMC 1894777. PMID 17541404.

[entrez-8] A ^b "Entrez Gene: DMC1 DMC1 potlačující dávkování homologu mck1, homologní rekombinace specifická pro meiózu (kvasinky)".

[9] Cloud V, Chan YL, Grubb J, Budke B, Bishop DK (2012). „Rad51 je doplňkovým faktorem pro tvorbu kloubní molekuly zprostředkované Dmc1 během meiózy“. Věda. 337 (6099): 1222–5. doi:10.1126 / science.1219379. PMC 4056682. PMID 22955832.

[10] Bishop DK, Park D, Xu L, Kleckner N (1992). „DMC1: homogenní kvasinkový homolog E. coli recA požadovaný pro rekombinaci, tvorbu synaptonemálního komplexu a progresi buněčného cyklu“. Buňka. 69 (3): 439–56. doi:10.1016 / 0092-8674 (92) 90446-j. PMID 1581960.

[11] Lee JY, Terakawa T, Qi Z, Steinfeld JB, Redding S, Kwon Y, Gaines WA, Zhao W, Sung P, Greene EC (srpen 2015). "DNA rekombinace. Krokování bazických tripletů pomocí rodiny rekombináz Rad51 / RecA". Věda. 349 (6251): 977–81. doi:10.1126 / science.aab2666. PMC 4580133. PMID 26315438.

[pmid10562567-12] Masson JY, Davies AA, Hajibagheri N, Van Dyck E, Benson FE, Stasiak AZ, Stasiak A, West SC (listopad 1999). „Rekombináza hDmc1 specifická pro meiózu tvoří kruhové struktury a interaguje s hRad51“. EMBO J.. 18 (22): 6552–60. doi:10.1093 / emboj / 18.22.6552. PMC 1171718. PMID 10562567.

[pmid29382724-13] A ^b Crickard JB, Kaniecki K, Kwon Y, Sung P, Greene EC (2018). „Spontánní segregace DNA rekombináz Rad51 a Dmc1 ve smíšených vláknech rekombinázy“. J. Biol. Chem. 293: 4191–4200. doi:10.1074 / jbc.RA117.001143. PMC 5858004. PMID 29382724.

[pmid28797117-14] Singh G, Da Ines O, Gallego ME, White CI (2017). „Analýza dopadu absence aktivity výměny řetězců RAD51 u meiózy Arabidopsis“. PLOS ONE. 12 (8): e0183006. doi:10.1371 / journal.pone.0183006. PMC 5552350. PMID 28797117.

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]

[9]

[10]

[11]

[12]

[13]

[14]