Extrachromozomální kruh rDNA - Extrachromosomal rDNA circle

Extrachromozomální rDNA kruhy (aka ERC) jsou extrachromozomální kruhová DNA (eccDNA), jsou samy se replikující sekvence ribozomální DNA (rDNA) nalezená v kmenu droždí, Saccharomyces cerevisiae, a navrhuje se, aby přispívaly k jejich stárnutí a nacházely se v jejich stárnoucích buňkách.[1][2][3] Intramolekulárně homologní rekombinace chromozomu se tvoří eccDNA i ERC.[4][5][6] Proces nitromolekulární homologní rekombinace je nezávislý na chromozomální replikaci. The de novo generované kruhy měly přesné násobky tandemových kopií fragmentů o velikosti 2 kb z kosmidových šablon a že tandemová organizace byla předpokladem pro vytvoření kruhu. Smyčka z organizovaných ribozomálních genů v intergenních nepřepisovaných distanční vložky poskytly velké nebo malé opakující se kruhy závislé na velkých nebo krátkých opakováních spaceru.[4]

V kmenech kvasinek

The Sgs1 Bylo prokázáno, že genové mutace v mateřských buňkách kvasinek urychlily stárnutí, což naznačuje jejich funkci buněčná stárnutí.[7] ERC se hromadí ve starých buňkách a bylo zjištěno, že mutace Sgs1 tuto akumulaci zvyšují, což vedlo k myšlence, že ERC vedou ke kratší životnosti buněk.[8] Naopak, odstranění Fob1 zpomaluje akumulaci ERC a prodlužuje životnost.[9] Akumulované ERC zhoršují buněčnou proliferaci ve starých buňkách tím, že interferují s expresí důležitých genů buněčného cyklu při přechodu G1 / S, a tím zpomalují progresi buněčného cyklu.[10] ERC se hromadí v mateřské buňce během nadějný proces.[2] Sinclair a kol. zmínil navrhovaný společný mechanismus mezi Sgs1 a WRN geny, protože oba měly vliv související s věkem na kvasinky a lidské stárnutí.[8][11][12][13]

Borghouts a kol. Vyřešili dva mechanismy, retrográdní reakci a zvýšení buněčného obsahu ERC, které ovlivnily dlouhověkost kvasinek. Zjistili, že tvorba ERC negativně ovlivňuje délku života grande (buňky s plně funkčními mitochondriemi) a drobná (buňky s nefunkčními mitochondriemi) kmeny kvasinek.[14]

v Xenopus laevis

Kruhová extrachromozomální DNA se nenachází pouze v kvasinkách, ale i v jiných eukaryotické organismy.[15][16] Regulovaná tvorba eccDNA v preblastue Xenopus byla vyvinuta embrya. Populace kruhové rDNA je u embryí snížena, což svědčí o migraci kruhové rDNA na lineární DNA, jak bylo prokázáno při jejich analýze na 2D gelové elektroforéze. Snížení kruhové rDNA a degradace amplifikované populace rDNA v časném vývoji embrya naznačily, že malé cirkulární molekuly jsou homologní s genovým shlukem rDNA, což znamená, že množství sekvencí rDNA není náchylné ke generování kruhových chromozomů z náhodných událostí, jako je rozbití ligace.[15]

V retrográdní reakci

Retrográdní odpověď nebo (regulace) je obecný termín pro mitochondriální signalizaci a je obecně definován jako buněčné odpovědi na změny ve funkčním stavu mitochondrií.[17] Poole a kol. za předpokladu, že model vyřeší roli retrográdní reakce v životě. Zobrazují proces, při kterém dochází k produkci ERC a zkracuje životnost genu TAR1.[18]

Viz také

Reference

  1. ^ Sinclair DA, Guarente L (prosinec 1997). "Extrachromozomální rDNA kruhy - příčina stárnutí v kvasinkách". Buňka. 91 (7): 1033–42. doi:10.1016 / S0092-8674 (00) 80493-6. PMID  9428525.
  2. ^ A b Nyström T (prosinec 2007). „Bakteriální druh stárnutí“. Genetika PLoS. 3 (12): e224. doi:10.1371 / journal.pgen.0030224. PMC  2134940. PMID  18085827.
  3. ^ Rédei GP (2008). "ERC (extrachromozomální rDNA kruh)". Encyklopedie genetiky, genomiky, proteomiky a informatiky (3. vyd.). Nizozemsko: Springer. str.629. doi:10.1007/978-1-4020-6754-9_5501. ISBN  978-1-4020-6753-2.
  4. ^ A b Cohen S, Yacobi K, Segal D (červen 2003). „Extrachromozomální kruhová DNA tandemově opakovaných genomových sekvencí v Drosophile“. Výzkum genomu. 13 (6A): 1133–45. doi:10,1101 / gr. 907603. PMC  403641. PMID  12799349.
  5. ^ „Termín genové ontologie: Extrachromozomální akumulace kruhu rDNA zapojená do replikativního stárnutí buněk“. Databáze genomu Saccharomyces (SGD).
  6. ^ „Gene Ontology Term: Extrachromosomal rDNA circle“. Databáze genomu Saccharomyces (SGD).
  7. ^ Sinclair DA, Mills K, Guarente L (srpen 1997). "Zrychlené stárnutí a nukleolární fragmentace u kvasinkových mutantů sgs1". Věda. 277 (5330): 1313–6. doi:10.1126 / science.277.5330.1313. PMID  9271578.
  8. ^ A b Sinclair DA, Mills K, Guarente L (srpen 1997). "Zrychlené stárnutí a nukleolární fragmentace u kvasinkových mutantů sgs1". Věda. 277 (5330): 1313–6. doi:10.1126 / science.277.5330.1313. PMID  9271578.
  9. ^ Defossez, Pierre-Antoine; Prusty, Reeta; Kaeberlein, Matt; Lin, Su-Ju; Ferrigno, Paul; Silver, Pamela A .; Keil, Ralph L .; Guarente, Leonard (01.04.1999). „Eliminace replikace blokuje protein Fob1 prodlužuje životnost mateřských buněk kvasinek“. Molekulární buňka. 3 (4): 447–455. doi:10.1016 / S1097-2765 (00) 80472-4. ISSN  1097-2765. PMID  10230397.
  10. ^ Neurohr, G. E .; Terry, R.L .; Sandikci, A .; Zou, K .; Li, H .; Amon, A. (2018). „Deregulace přechodu fáze G1 / S je proximální příčinou úmrtnosti ve starých mateřských buňkách kvasinek“. Geny a vývoj. 32 (15–16): 1075–1084. doi:10,1101 / gad.312140.118. PMC  6075151. PMID  30042134.
  11. ^ Strehler BL (01.01.1986). „Genetická nestabilita jako hlavní příčina stárnutí člověka“. Experimentální gerontologie. 21 (4–5): 283–319. doi:10.1016/0531-5565(86)90038-0. PMID  3545872.
  12. ^ Adamstone FB, Taylor AB (prosinec 1977). "Nukleolární reorganizace v buňkách ledvin krysy a její vztah ke stárnutí". Journal of Morphology. 154 (3): 459–77. doi:10.1002 / jmor.1051540306. PMID  592409.
  13. ^ Weinstein ME, Mukherjee AB (březen 1988). „Variace kultivačního média související se stárnutím lidských fibroblastů in vitro: II. Účinky na počet nukleolárů / buňku, objem / nukleolus a celkový nukleolární objem / buňku“. Mechanismy stárnutí a rozvoje. 42 (3): 215–27. doi:10.1016/0047-6374(88)90048-6. PMID  3367667.
  14. ^ Borghouts C, Benguria A, Wawryn J, Jazwinski SM (únor 2004). „Protein Rtg2 spojuje metabolismus a stabilitu genomu v dlouhověkosti kvasinek“. Genetika. 166 (2): 765–77. doi:10.1534 / genetika.166.2.765. PMC  1470750. PMID  15020466.
  15. ^ A b Cohen S, Menut S, Méchali M (říjen 1999). "Regulovaná tvorba extrachromozomálních kruhových molekul DNA během vývoje v Xenopus laevis". Molekulární a buněčná biologie. 19 (10): 6682–9. doi:10,1128 / mcb.19.10.6682. PMC  84653. PMID  10490607.
  16. ^ Gaubatz JW (1990). „Extrachromozomální kruhové DNA a plasticita genomové sekvence v eukaryotických buňkách“. Mutační výzkum. 237 (5–6): 271–92. doi:10.1016 / 0921-8734 (90) 90009-G. PMID  2079966.
  17. ^ Butow RA, Avadhani NG (duben 2004). "Mitochondriální signalizace: retrográdní odezva". Molekulární buňka. 14 (1): 1–15. doi:10.1016 / s1097-2765 (04) 00179-0. PMID  15068799.
  18. ^ Poole AM, Kobayashi T, Ganley AR (září 2012). "Pozitivní role pro kvasinkové extrachromozomální kruhy rDNA? Akumulace extrachromozomálních ribozomálních DNA kruhů během retrográdní odpovědi může potlačit mitochondriální cheat v kvasinkách působením TAR1". BioEssays. 34 (9): 725–9. doi:10.1002 / bies.201200037. PMC  3563013. PMID  22706794.