المرجع الالكتروني للمعلوماتية
المرجع الألكتروني للمعلوماتية

علم الاحياء
عدد المواضيع في هذا القسم 10456 موضوعاً
النبات
الحيوان
الأحياء المجهرية
علم الأمراض
التقانة الإحيائية
التقنية الحياتية النانوية
علم الأجنة
الأحياء الجزيئي
علم وظائف الأعضاء
المضادات الحيوية

Untitled Document
أبحث عن شيء أخر
حرمة زواج زوجة الاب
2024-05-01
{ولا تعضلوهن}
2024-05-01
{وليست التوبة للذين يعملون السيئات حتى اذا حضر احدهم الـموت}
2024-05-01
الثقافة العقلية
2024-05-01
بطاقات لدخول الجنة
2024-05-01
التوبة
2024-05-01

الأفعال التي تنصب مفعولين
23-12-2014
صيغ المبالغة
18-02-2015
الجملة الإنشائية وأقسامها
26-03-2015
اولاد الامام الحسين (عليه السلام)
3-04-2015
معاني صيغ الزيادة
17-02-2015
انواع التمور في العراق
27-5-2016

Recombination-Repair of Double-Strand Breaks in Eukaryotes  
  
1166   12:08 صباحاً   date: 21-4-2021
Author : JOCELYN E. KREBS, ELLIOTT S. GOLDSTEIN and STEPHEN T. KILPATRICK
Book or Source : LEWIN’S GENES XII
Page and Part :

Recombination-Repair of Double-Strand Breaks in Eukaryotes


KEY CONCEPTS
- The yeast RAD mutations, identified by radiationsensitive phenotypes, are in genes that encode repair proteins.
- The RAD52 group of genes is required for recombination-repair.
- The MRX (yeast) or MRN (mammals) complex is required to form a single-stranded overhang at each DNA end.
- The RecA homolog Rad51 forms a nucleoprotein filament on the single-stranded regions, assisted by Rad52 and Rad55/57.
- Rad54 and Rdh54/Rad54B are involved in homology search and strand invasion.

When a replication fork encounters a lesion in a single stand, it can result in the formation of a DSB. DSBs are one of the most severe types of DNA damage that can occur, particularly in eukaryotes. If a DSB on a linear chromosome is not repaired, the portion of the chromosome lacking a centromere will not be segregated at the next cell division. In addition to their occurrence during replication, DSBs can be generated in a number of other ways, including ionizing radiation, oxygen radicals generated by cellular metabolism, action of endonucleases, attempted excision repair of clustered lesions, or encountering a nick during replication. Four pathways of DSB repair have been identified:
 homology-directed recombination-repair (HRR; the only error-free pathway), singlestrand annealing (SSA), alternative or microhomology-mediated end joining (alt-EJ), and nonhomologous end joining (NHEJ).
The ideal mechanism for repairing DSBs is to use HRR, as this ensures that no critical genetic information is lost due to sequence loss at the breakpoint. HRR is used predominantly during the S and G2 phases of the cell cycle, when a sister chromatid is available to provide the homologous donor sequence.
Several of the genes required for recombination-repair in eukaryotes have already been discussed in the context of homologous recombination . Many eukaryotic repair genes are named RAD genes; they were initially characterized genetically in yeast by virtue of their sensitivity to radiation. Three general groups of repair genes have been identified in the yeast S. cerevisiae: the RAD3 group (involved in excision repair), the RAD6 group (required for postreplication repair), and the RAD52 group (concerned with recombination-like mechanisms). Homologs of these genes are present in multicellular eukaryotes as well. The RAD52 group plays essential roles in homologous recombination and includes a large number of genes, including RAD50, RAD51, RAD54, RAD55, RAD57, and RAD59. These Rad proteins are all required at different stages of repair of a DSB.
After a break is detected and damage signaling occurs, a stage known as “end clipping” occurs in which the nucleases Mre11 and CtIP trim about 20 nucleotides to generate short single-stranded tails with 3′–OH overhangs. This single-stranded DNA serves to activate a DNA damage checkpoint, stopping cell division until the damage can be repaired. If short sequences in these overhangs are able to base pair (microhomologies), then the alt-EJ pathway can take over, trimming and ligating the ends, with some loss of sequence. Alternatively, as occurs during meiotic recombination, the Mre11/Rad50/Xbs1 (MRX) complex (MRN in mammals) shown in FIGURE 1, works in concert with exonucleases and helicases to further resect the ends of the DSB to generate long single-stranded tails. Extensive homology in these longer tails can engage the SSA pathway, which results in large deletions. The factors that control which pathway dominates at any repair event are complex and still not well understood.
In the highly accurate HRR pathway, the RecA homolog Rad51 binds to the single-stranded DNA to form a nucleoprotein filament, which is used for strand invasion of a homologous sequence. Rad52 and the Rad55/57 complex are required to form a stable Rad51 filament, and Rad54 and its homolog Rdh54 (Rad54B in mammals) assist in the search for homologous donor DNA and subsequent strand invasion. Rad54 and Rdh54 are members of the SWI2/SNF2 superfamily of chromatin-remodeling enzymes and may be necessary for reconfiguring chromatin structure at both the damage site and at the donor DNA. Following repair synthesis, the resulting structure (which resembles a Holliday junction) is resolved .


FIGURE 1.The MRN complex, required for 5’-end resection, also serves as a DNA bridge to prevent broken ends from separating. The “head” region of Rad50, bound to Mre11, binds DNA, while the extensive coiled coil region of Rad50 ends with a “zinc hook” that mediates interaction with another MRN complex. The precise position of Nbs1 within the complex is unknown, but it interacts directly with Mre11.




علم الأحياء المجهرية هو العلم الذي يختص بدراسة الأحياء الدقيقة من حيث الحجم والتي لا يمكن مشاهدتها بالعين المجرَّدة. اذ يتعامل مع الأشكال المجهرية من حيث طرق تكاثرها، ووظائف أجزائها ومكوناتها المختلفة، دورها في الطبيعة، والعلاقة المفيدة أو الضارة مع الكائنات الحية - ومنها الإنسان بشكل خاص - كما يدرس استعمالات هذه الكائنات في الصناعة والعلم. وتنقسم هذه الكائنات الدقيقة إلى: بكتيريا وفيروسات وفطريات وطفيليات.



يقوم علم الأحياء الجزيئي بدراسة الأحياء على المستوى الجزيئي، لذلك فهو يتداخل مع كلا من علم الأحياء والكيمياء وبشكل خاص مع علم الكيمياء الحيوية وعلم الوراثة في عدة مناطق وتخصصات. يهتم علم الاحياء الجزيئي بدراسة مختلف العلاقات المتبادلة بين كافة الأنظمة الخلوية وبخاصة العلاقات بين الدنا (DNA) والرنا (RNA) وعملية تصنيع البروتينات إضافة إلى آليات تنظيم هذه العملية وكافة العمليات الحيوية.



علم الوراثة هو أحد فروع علوم الحياة الحديثة الذي يبحث في أسباب التشابه والاختلاف في صفات الأجيال المتعاقبة من الأفراد التي ترتبط فيما بينها بصلة عضوية معينة كما يبحث فيما يؤدي اليه تلك الأسباب من نتائج مع إعطاء تفسير للمسببات ونتائجها. وعلى هذا الأساس فإن دراسة هذا العلم تتطلب الماماً واسعاً وقاعدة راسخة عميقة في شتى مجالات علوم الحياة كعلم الخلية وعلم الهيأة وعلم الأجنة وعلم البيئة والتصنيف والزراعة والطب وعلم البكتريا.




بالصور: عند زيارته لمعهد نور الإمام الحسين (عليه السلام) للمكفوفين وضعاف البصر في كربلاء.. ممثل المرجعية العليا يقف على الخدمات المقدمة للطلبة والطالبات
ممثل المرجعية العليا يؤكد استعداد العتبة الحسينية لتبني إكمال الدراسة الجامعية لشريحة المكفوفين في العراق
ممثل المرجعية العليا يؤكد على ضرورة مواكبة التطورات العالمية واستقطاب الكفاءات العراقية لتقديم أفضل الخدمات للمواطنين
العتبة الحسينية تستملك قطعة أرض في العاصمة بغداد لإنشاء مستشفى لعلاج الأورام السرطانية ومركز تخصصي للتوحد