Back to chapter

7.9:

ΠŸΠ΅Ρ€Π΅Π·Π°ΠΏΡƒΡΠΊ Π·Π°Π±Π»ΠΎΠΊΠΈΡ€ΠΎΠ²Π°Π½Π½Ρ‹Ρ… Π²ΠΈΠ»ΠΎΠΊ Ρ€Π΅ΠΏΠ»ΠΈΠΊΠ°Ρ†ΠΈΠΈ

JoVE Core
Molecular Biology
This content is Free Access.
JoVE Core Molecular Biology
Restarting Stalled Replication Forks

Languages

Share

ΠŸΡ€ΠΈ остановкС Π²ΠΈΠ»ΠΊΠΈ Ρ€Π΅ΠΏΠ»ΠΈΠΊΠ°Ρ†ΠΈΠΈ, Π”ΠΠš-ΠΏΠΎΠ»ΠΈΠΌΠ΅Ρ€Π°Π·Ρ‹ останавливаСт синтСз Π·Π°Ρ€ΠΎΠΆΠ΄Π°ΡŽΡ‰Π΅ΠΉΡΡ Π”ΠΠš. Но Π³Π΅Π»ΠΈΠΊΠ°Π·Π° ΠΏΡ€ΠΎΠ΄ΠΎΠ»ΠΆΠ°Π΅Ρ‚ Ρ€Π°Π·ΠΌΠ°Ρ‚Ρ‹Π²Π°Ρ‚ΡŒ Π΄Π²ΡƒΡ…Ρ†Π΅ΠΏΠΎΡ‡Π΅Ρ‡Π½ΡƒΡŽ Π”ΠΠš Π΅Ρ‰Ρ‘ Π½Π΅ΠΌΠ½ΠΎΠ³ΠΎ, ΠΏΡ€Π΅ΠΆΠ΄Π΅ Ρ‡Π΅ΠΌ ΠΎΡ‚ΠΌΠ΅ΠΆΠ΅Π²Π°Ρ‚ΡŒΡΡ. Π”Π°Π»Π΅Π΅, Π‘Π΅Π»ΠΎΠΊ Ρ€Π΅ΠΏΠ»ΠΈΠΊΠ°Ρ†ΠΈΠΈ A ΠΈΠ»ΠΈ RPA, связываСт ΠΈ Π·Π°Ρ‰ΠΈΡ‰Π°Π΅Ρ‚ эту ΠΈΠ·Π±Ρ‹Ρ‚ΠΎΡ‡Π½ΡƒΡŽ ΠΎΠ΄Π½ΠΎΡ†Π΅ΠΏΠΎΡ‡Π΅Ρ‡Π½ΡƒΡŽ Π”ΠΠš Π½Π° Π·Π°Π³Π»ΠΎΡ…ΡˆΠ΅ΠΉ Π²ΠΈΠ»ΠΊΠ΅.ΠšΠΎΠ΄ΠΈΡ€ΠΎΠ²Π°Π½Π½Π°Ρ с RPA одноцСпочСчная Π”ΠΠš Π·Π°Ρ‚Π΅ΠΌ Ρ€Π΅ΠΊΡ€ΡƒΡ‚ΠΈΡ€ΡƒΠ΅Ρ‚ Rad9-Rad1-Hus1, ΠΈΠ»ΠΈ комплСкс 9-1-1, ΠΊΠΎΡ‚ΠΎΡ€Ρ‹ΠΉ Π² свою ΠΎΡ‡Π΅Ρ€Π΅Π΄ΡŒ Π’ΠΊΠ»ΡŽΡ‡Π°Π΅Ρ‚ привязку ATR. Π‘ΠΊΡ€Π΅ΠΏΠ»Π΅Π½ΠΈΠ΅ ATR запускаСтся ЀосфорилированиСм Chk1. И Chk1, Π² свою ΠΎΡ‡Π΅Ρ€Π΅Π΄ΡŒ, фосфорилируСт Ѐосфатазу Cdc25.ЀосфорилированиС ΠΎΠ·Π½Π°Ρ‡Π°Π΅Ρ‚ это Cdc25 Π½Π΅ ΠΌΠΎΠΆΠ΅Ρ‚ ΠΏΡ€ΠΈΠ½ΡΡ‚ΡŒ Π΄Π°Π»Π΅Π΅ фосфаты ΠΈΠ· ΠΊΠ»Π΅Ρ‚ΠΊΠ° Π‘Π΅Π»ΠΎΠΊ-рСгулятор Cdk1. Π’Π°ΠΊΠΈΠΌ ΠΎΠ±Ρ€Π°Π·ΠΎΠΌ, Cdk1 остаСтся Π½Π΅Π°ΠΊΡ‚ΠΈΠ²Π½Ρ‹ΠΌ, ΠΈ Ρ†ΠΈΠΊΠ» ΠΊΠ»Π΅Ρ‚ΠΊΠ° приостановлСн. Π—Π°Ρ‚Π΅ΠΌ, ΠΏΠ΅Ρ€Π΅Π΄ Π½Π°Ρ‡Π°Π»ΠΎΠΌ Ρ€Π΅ΠΌΠΎΠ½Ρ‚Π°, Ρ€Π΅ΠΊΠΎΠΌΠ±ΠΈΠ½Π°Ρ†ΠΈΠΎΠ½Π½Ρ‹ΠΉ Π±Π΅Π»ΠΎΠΊ, Rad51 замСняСт RPA ΠΎΠ΄Π½ΠΎΡ†Π΅ΠΏΠΎΡ‡Π΅Ρ‡Π½ΠΎΠΉ Π”ΠΠš.Π—Π°Ρ‚Π΅ΠΌ, Ρ‡Ρ‚ΠΎΠ±Ρ‹ Π·Π°ΠΏΡƒΡΡ‚ΠΈΡ‚ΡŒ рСвСрсированиС Π²ΠΈΠ»ΠΊΠΈ, Rad51 Π·Π°Π³Ρ€ΡƒΠΆΠ°Π΅Ρ‚ Ρ„Π΅Ρ€ΠΌΠ΅Π½Ρ‚, SMARCAL1, Π½Π° Π”ΠΠš, ΠΊΠΎΡ‚ΠΎΡ€Ρ‹ΠΉ дСйствуСт ΠΊΠ°ΠΊ Ρ€Π΅ΠΊΠΎΠΌΠ±ΠΈΠ½Π°Ρ‚ΠΎΡ€ Π³Π΅Π»ΠΈΠΊΠ°Π·Π°, ΠΈ склСиваСт вновь синтСзированныС Ρ†Π΅ΠΏΠΈ вмСстС ΠΈ ΠΎΠ±Ρ€Π°Π·ΡƒΡŽΡ‚ чСтырСхсторонний ΡƒΠ·Π΅Π» связи, ΠΊΠΎΡ‚ΠΎΡ€Ρ‹ΠΉ Π½Π°ΠΏΠΎΠΌΠΈΠ½Π°Π΅Ρ‚ ΠΊΡƒΡ€ΠΈΠ½ΡƒΡŽ Π»Π°ΠΏΠΊΡƒ. Π­Ρ‚ΠΎΡ‚ процСсс называСтся рСгрСссия Π²ΠΈΠ»ΠΊΠΈ. БущСствуСт Π΄Π²Π° способа ΡƒΡΡ‚Ρ€Π°Π½ΠΈΡ‚ΡŒ Ρ€Π΅Π³Ρ€Π΅ΡΡΠΈΡŽ Π²ΠΈΠ»ΠΊΠΈ.Π’ ΠΏΠ΅Ρ€Π²ΠΎΠΌ BRCA2 стабилизируСт Π―Π΄Π΅Ρ€Π½ΠΎΠΉ Ρ„ΠΈΠ»Π°ΠΌΠ΅Π½Ρ‚ Rad51 ΠΌΠ΅ΠΆΠ΄Ρƒ ΠΏΠ°Π»ΡŒΡ†Π°ΠΌΠΈ ΠΊΡƒΡ€ΠΈΠ½ΠΎΠΉ Π½ΠΎΠΆΠΊΠΈ ΠΈ Π·Π°Ρ‰ΠΈΡ‰Π°Π΅Ρ‚ Ρ€Π΅ΠΌΠΎΠ΄Π΅Π»ΠΈΡ€ΠΎΠ²Π°Π½Π½ΡƒΡŽ Π²ΠΈΠ»ΠΊΡƒ ΠΎΡ‚ Π΄Π΅Π³Ρ€Π°Π΄Π°Ρ†ΠΈΠΈ Π½ΡƒΠΊΠ»Π΅Π°Π·Π°ΠΌΠΈ. Π—Π°Ρ€ΠΎΠΆΠ΄Π°ΡŽΡ‰Π°ΡΡΡ ΠΎΡ‚ΡΡ‚Π°ΡŽΡ‰Π°Ρ Ρ†Π΅ΠΏΡŒ ΠΌΠΎΠΆΠ΅Ρ‚ ΡΠ»ΡƒΠΆΠΈΡ‚ΡŒ шаблоном для Ρ€Π°ΡΡˆΠΈΡ€Π΅Π½ΠΈΡ Π²Π΅Π΄ΡƒΡ‰Π΅ΠΉ Ρ†Π΅ΠΏΠΈ, Ρ‚Π°ΠΊΠΈΠΌ ΠΎΠ±Ρ€Π°Π·ΠΎΠΌ, обходя ΠΏΠΎΡ€Π°ΠΆΠ΅Π½Π½Ρ‹Π΅ участки Π½Π° Ρ€ΠΎΠ΄ΠΈΡ‚Π΅Π»ΡŒΡΠΊΠΎΠΉ Π²Π΅Ρ‚Π²ΠΈ. И, Π½Π°ΠΊΠΎΠ½Π΅Ρ†, SMARCAL1 мСняСт Π½Π°ΠΏΡ€Π°Π²Π»Π΅Π½ΠΈΠ΅ Π²ΠΈΠ»ΠΊΠΈ рСгрСссии ΠΏΡƒΡ‚Π΅ΠΌ Ρ€Π΅ΠΊΠΎΠΌΠ±ΠΈΠ½Π°Ρ†ΠΈΠΈ Ρ€ΠΎΠ΄ΠΈΡ‚Π΅Π»ΡŒΡΠΊΠΎΠΉ Ρ†Π΅ΠΏΠΈ.Π’ этом случаС ΠΎΡ‡Π°Π³ пораТСния остаСтся Π² Ρ€ΠΎΠ΄ΠΈΡ‚Π΅Π»ΡŒΡΠΊΠΎΠΉ Ρ†Π΅ΠΏΠΈ Π½ΠΎ ΠΏΠ΅Ρ€Π΅ΠΊΠ»ΡŽΡ‡Π°Ρ‚Π΅Π»ΡŒ шаблона позволяСт Ρ€Π΅ΠΏΠ»ΠΈΡ†ΠΈΡ€ΠΎΠ²Π°Π½Π½ΠΎΠΉ Π”ΠΠš ΠΎΡΡ‚Π°Π²Π°Ρ‚ΡŒΡΡ Π½Π΅Ρ‚Ρ€ΠΎΠ½ΡƒΡ‚ΠΎΠΉ. Π’Ρ‚ΠΎΡ€ΠΎΠΉ ΠΏΡƒΡ‚ΡŒ урСгулирования рСгрСссии Π²ΠΈΠ»ΠΊΠΈ ΠŸΡ€ΠΎΠΈΡΡ…ΠΎΠ΄ΠΈΡ‚ ΠΏΡ€ΠΈ отсутствии BRCA2. На этот Ρ€Π°Π·, чСтырёхстронний ΡƒΠ·Π΅Π» куриная Π»Π°ΠΏΠΊΠ°”расслаиваСтся зависящСй ΠΎΡ‚ структуры эндонуклСаза, Mus81, Π² комплСксС с эндонуклСазой ΡƒΠ·Π»Π°, Mms4.РасслоСниС Π³Π΅Π½Π΅Ρ€ΠΈΡ€ΡƒΠ΅Ρ‚ Π΄Π²ΡƒΡ…Ρ†Π΅ΠΏΠΎΡ‡Π΅Ρ‡Π½Ρ‹Π΅ Ρ€Π°Π·Ρ€Ρ‹Π²Ρ‹, ΠΊΠΎΡ‚ΠΎΡ€Ρ‹ΠΉ ΠΌΠΎΠ³ΡƒΡ‚ Π±Ρ‹Ρ‚ΡŒ ΠΎΡ‚Ρ€Π΅ΠΌΠΎΠ½Ρ‚ΠΈΡ€ΠΎΠ²Π°Π½Ρ‹ Π³ΠΎΠΌΠΎΠ»ΠΎΠ³ΠΈΡ‡Π½ΠΎΠΉ Ρ€Π΅ΠΊΠΎΠΌΠ±ΠΈΠ½Π°Ρ†ΠΈΠ΅ΠΉ.

7.9:

ΠŸΠ΅Ρ€Π΅Π·Π°ΠΏΡƒΡΠΊ Π·Π°Π±Π»ΠΎΠΊΠΈΡ€ΠΎΠ²Π°Π½Π½Ρ‹Ρ… Π²ΠΈΠ»ΠΎΠΊ Ρ€Π΅ΠΏΠ»ΠΈΠΊΠ°Ρ†ΠΈΠΈ

РСпликация Π”ΠΠš инициируСтся Π² сайтах, содСрТащих ΠΏΡ€Π΅Π΄ΠΎΠΏΡ€Π΅Π΄Π΅Π»Π΅Π½Π½Ρ‹Π΅ ΠΏΠΎΡΠ»Π΅Π΄ΠΎΠ²Π°Ρ‚Π΅Π»ΡŒΠ½ΠΎΡΡ‚ΠΈ Π”ΠΠš, извСстныС ΠΊΠ°ΠΊ Ρ‚ΠΎΡ‡ΠΊΠΈ Π½Π°Ρ‡Π°Π»Π° Ρ€Π΅ΠΏΠ»ΠΈΠΊΠ°Ρ†ΠΈΠΈ. Π”ΠΠš расплСтаСтся Π² этих сайтах с ΠΏΠΎΠΌΠΎΡ‰ΡŒΡŽ Ρ…Π΅Π»ΠΈΠΊΠ°Π·Ρ‹ поддСрТания минихромосом (MCM) ΠΈ Π΄Ρ€ΡƒΠ³ΠΈΡ… Ρ„Π°ΠΊΡ‚ΠΎΡ€ΠΎΠ², Ρ‚Π°ΠΊΠΈΡ… ΠΊΠ°ΠΊ Cdc45 ΠΈ связанный с Π½ΠΈΠΌ комплСкс GINS. Π Π°Π·Π΄Π΅Π»Π΅Π½Π½Ρ‹Π΅ ΠΎΠ΄ΠΈΠ½ΠΎΡ‡Π½Ρ‹Π΅ Ρ†Π΅ΠΏΠΈ Π·Π°Ρ‰ΠΈΡ‰Π°ΡŽΡ‚ΡΡ Ρ€Π΅ΠΏΠ»ΠΈΠΊΠ°Ρ†ΠΈΠΎΠ½Π½Ρ‹ΠΌ Π±Π΅Π»ΠΊΠΎΠΌ A (RPA) Π΄ΠΎ Ρ‚Π΅Ρ… ΠΏΠΎΡ€, ΠΏΠΎΠΊΠ° Π”ΠΠš-ΠΏΠΎΠ»ΠΈΠΌΠ΅Ρ€Π°Π·Π° Π½Π΅ Π½Π°Ρ‡Π½Π΅Ρ‚ ΡΠΈΠ½Ρ‚Π΅Π·ΠΈΡ€ΠΎΠ²Π°Ρ‚ΡŒ Π”ΠΠš Π½Π° 5’-ΠΊΠΎΠ½Ρ†Π΅ Ρ†Π΅ΠΏΠΈ Π² Ρ‚ΠΎΠΌ ΠΆΠ΅ Π½Π°ΠΏΡ€Π°Π²Π»Π΅Π½ΠΈΠΈ, Ρ‡Ρ‚ΠΎ ΠΈ рСпликационная Π²ΠΈΠ»ΠΊΠ°. Π§Ρ‚ΠΎΠ±Ρ‹ ΠΏΡ€Π΅Π΄ΠΎΡ‚Π²Ρ€Π°Ρ‚ΠΈΡ‚ΡŒ распад Ρ€Π΅ΠΏΠ»ΠΈΠΊΠ°Ρ†ΠΈΠΎΠ½Π½ΠΎΠΉ Π²ΠΈΠ»ΠΊΠΈ, комплСкс Π·Π°Ρ‰ΠΈΡ‚Ρ‹ Ρ€Π΅ΠΏΠ»ΠΈΠΊΠ°Ρ‚ΠΈΠ²Π½ΠΎΠΉ Π²ΠΈΠ»ΠΊΠΈ (FPC) двиТСтся вмСстС с растущСй Π²ΠΈΠ»ΠΊΠΎΠΉ. Π­Ρ‚ΠΎΡ‚ консСрвативный Π±Π΅Π»ΠΊΠΎΠ²Ρ‹ΠΉ комплСкс ΠΌΠΎΠΆΠ½ΠΎ ΠΎΠ±Π½Π°Ρ€ΡƒΠΆΠΈΡ‚ΡŒ Ρƒ эукариот, ΠΈ ΠΎΠ½ состоит ΠΈΠ· Ρ‚Π°ΠΊΠΈΡ… Π±Π΅Π»ΠΊΠΎΠ², ΠΊΠ°ΠΊ Tim, Tipin, And1 ΠΈ Claspin.

Π’ Π»Π°Π±ΠΎΡ€Π°Ρ‚ΠΎΡ€ΠΈΠΈ Ρ€Π΅ΠΏΠ»ΠΈΠΊΠ°Ρ‚ΠΈΠ²Π½Ρ‹Π΅ Π²ΠΈΠ»ΠΊΠΈ ΠΌΠΎΠ³ΡƒΡ‚ Π±Ρ‹Ρ‚ΡŒ остановлСны дСйствиСм гидроксимочСвины. ГидроксимочСвина истощаСт ΠΊΠ»Π΅Ρ‚ΠΎΡ‡Π½Ρ‹Π΅ ΠΏΡƒΠ»Ρ‹ дНВЀ, ΠΊΠΎΡ‚ΠΎΡ€Ρ‹Π΅ Π½Π΅ΠΎΠ±Ρ…ΠΎΠ΄ΠΈΠΌΡ‹ Π”ΠΠš-ΠΏΠΎΠ»ΠΈΠΌΠ΅Ρ€Π°Π·Π΅ для синтСза Π”ΠΠš. Когда дНВЀ нСдоступны, синтСз Π”ΠΠš замСдляСтся ΠΈ Π² ΠΊΠΎΠ½Π΅Ρ‡Π½ΠΎΠΌ ΠΈΡ‚ΠΎΠ³Π΅ ΠΏΠΎΠ»Π½ΠΎΡΡ‚ΡŒΡŽ останавливаСтся. Π’Π°ΠΊΠΈΠΌ ΠΎΠ±Ρ€Π°Π·ΠΎΠΌ, остановка Ρ€Π΅ΠΏΠ»ΠΈΠΊΠ°Ρ‚ΠΈΠ²Π½Ρ‹Ρ… Π²ΠΈΠ»ΠΎΠΊ Π² ΠΆΠΈΠ²Ρ‹Ρ… ΠΊΠ»Π΅Ρ‚ΠΊΠ°Ρ… связана с Π½Π΅Π°ΠΊΡ‚ΠΈΠ²Π½ΠΎΡΡ‚ΡŒΡŽ Π”ΠΠš-ΠΏΠΎΠ»ΠΈΠΌΠ΅Ρ€Π°Π·Ρ‹.

FPC связываСт Π°ΠΊΡ‚ΠΈΠ²Π½ΠΎΡΡ‚ΡŒ ΠΏΠΎΠ»ΠΈΠΌΠ΅Ρ€Π°Π·Ρ‹ с Π°ΠΊΡ‚ΠΈΠ²Π½ΠΎΡΡ‚ΡŒΡŽ Π³Π΅Π»ΠΈΠΊΠ°Π·Ρ‹. Π’Π°ΠΊΠΈΠΌ ΠΎΠ±Ρ€Π°Π·ΠΎΠΌ, Π΄Π°ΠΆΠ΅ ΠΊΠΎΠ³Π΄Π° ΠΏΠΎΠ»ΠΈΠΌΠ΅Ρ€Π°Π·Π° останавливаСтся, Π³Π΅Π»ΠΈΠΊΠ°Π·Π° ΠΏΡ€ΠΎΠ΄ΠΎΠ»ΠΆΠ°Π΅Ρ‚ Ρ€Π°ΡΠΊΡ€ΡƒΡ‡ΠΈΠ²Π°Ρ‚ΡŒ Π”ΠΠš, Ρ‡Ρ‚ΠΎΠ±Ρ‹ произвСсти ΠΈΠ·Π±Ρ‹Ρ‚ΠΎΠΊ ΠΎΠ΄Π½ΠΎΡ†Π΅ΠΏΠΎΡ‡Π΅Ρ‡Π½ΠΎΠΉ Π”ΠΠš (ΠΎΡ†Π”ΠΠš), ΠΏΡ€Π΅ΠΆΠ΄Π΅ Ρ‡Π΅ΠΌ ΠΎΠ½Π° остановится. Π­Ρ‚Π° избыточная ΠΎΡ†Π”ΠΠš Π½Π°ΠΏΠΎΠΌΠΈΠ½Π°Π΅Ρ‚ ΠΎΠ΄Π½ΠΎΡ†Π΅ΠΏΠΎΡ‡Π΅Ρ‡Π½Ρ‹Π΅ выступы, ΠΎΠ±Ρ€Π΅Π·Π°Π½Π½Ρ‹Π΅ ΠΏΡ€ΠΈ Ρ€Π΅ΠΏΠ°Ρ€Π°Ρ†ΠΈΠΈ Π΄Π²ΡƒΠ½ΠΈΡ‚Π΅Π²Ρ‹Ρ…Π½Ρ‹Ρ… Ρ€Π°Π·Ρ€Ρ‹Π²ΠΎΠ². Π§Ρ‚ΠΎΠ±Ρ‹ ΡΡ‚Π°Π±ΠΈΠ»ΠΈΠ·ΠΈΡ€ΠΎΠ²Π°Ρ‚ΡŒ структуру, Π±Π΅Π»ΠΊΠΈ RPA ΡΠ²ΡΠ·Ρ‹Π²Π°ΡŽΡ‚ΡΡ с ΠΎΡ†Π”ΠΠš ΠΈ ΠΏΡ€ΠΈΠ²Π»Π΅ΠΊΠ°ΡŽΡ‚ Π±Π΅Π»ΠΊΠΈ ATR. БвязываниС ATR Π°ΠΊΡ‚ΠΈΠ²ΠΈΡ€ΡƒΠ΅Ρ‚ Π±Π΅Π»ΠΎΠΊ-рСгулятор ΠΊΠ»Π΅Ρ‚ΠΎΡ‡Π½ΠΎΠ³ΠΎ Ρ†ΠΈΠΊΠ»Π° Chk1, Ρ‡Ρ‚ΠΎΠ±Ρ‹ Π±Π»ΠΎΠΊΠΈΡ€ΠΎΠ²Π°Ρ‚ΡŒ запуск Ρ‚ΠΎΡ‡Π΅ΠΊ Π½Π°Ρ‡Π°Π»Π° Ρ€Π΅ΠΏΠ»ΠΈΠΊΠ°Ρ†ΠΈΠΈ ΠΈ ΠΎΡΡ‚Π°Π½Π°Π²ΠΈΡ‚ΡŒ ΠΊΠ»Π΅Ρ‚ΠΎΡ‡Π½Ρ‹ΠΉ Ρ†ΠΈΠΊΠ» для Ρ€Π΅ΠΏΠ°Ρ€Π°Ρ†ΠΈΠΈ Π”ΠΠš. Π’Π°ΠΊΠΈΠΌ ΠΎΠ±Ρ€Π°Π·ΠΎΠΌ, ΠΎΡ†Π”ΠΠš слуТит ΠΌΠΎΡ‰Π½Ρ‹ΠΌ сигналом, ΡΠ²ΡΠ·Ρ‹Π²Π°ΡŽΡ‰ΠΈΠΌ ΠΏΠΎΠ²Ρ€Π΅ΠΆΠ΄Π΅Π½ΠΈΠ΅ Π”ΠΠš с Ρ€Π΅ΠΏΠ°Ρ€Π°Ρ†ΠΈΠ΅ΠΉ.

Suggested Reading

  1. Meng, Xiangzhou, and Xiaolan Zhao. "Replication fork regression and its regulation." FEMS yeast research 17, no. 1 (2017).
  2. Quinet, Annabel, Delphine Lemaçon, and Alessandro Vindigni. "Replication fork reversal: players and guardians." Molecular cell 68, no. 5 (2017): 830-833.