(2024). مقایسه ساختمان تلومر در یوکاریوت ها. , 79(6), 1365-1374. doi: 10.32592/ARI.2024.79.6.1365
. "مقایسه ساختمان تلومر در یوکاریوت ها". , 79, 6, 2024, 1365-1374. doi: 10.32592/ARI.2024.79.6.1365
(2024). 'مقایسه ساختمان تلومر در یوکاریوت ها', , 79(6), pp. 1365-1374. doi: 10.32592/ARI.2024.79.6.1365
مقایسه ساختمان تلومر در یوکاریوت ها. , 2024; 79(6): 1365-1374. doi: 10.32592/ARI.2024.79.6.1365

مقایسه ساختمان تلومر در یوکاریوت ها

Archives of Razi Institute
Article 29, Volume 79, Issue 6, January and February 0, Pages 1365-1374    PDF (681.53 K)
Document Type: مقاله مروری
DOI: 10.32592/ARI.2024.79.6.1365
Abstract
تلومرها مجموعه‌ ای از پروتئین-DNA هستند که در انتهای کروموزوم‌های یوکاریوتی قرار دارند. انتهای شکسته کروموزوم‌ها به هم می‌چسبند؛ بنابراین، نقش تلومرها جلوگیری از چسبیدن انتهای کروموزوم‌ها به یکدیگر است. این عملکرد خاص تلومرها، انتهای طبیعی کروموزوم‌ها را از شکستگی‌های دو رشته‌ای در DNA متمایز می‌کند. تلومرها دارای توالی‌های کوتاه و تکراری هستند که به صورت متوالی قرار گرفته‌اند. بسته به نوع موجود، تعداد این توالی‌های تکراری بین حدود 20 تا 1000 بار متغیر است. رشته‌ای غنی از G وجود دارد که توسط سنتز رشته پیرو تکثیر شده و یک انتهای '3 ایجاد می‌کند، و همچنین یک رشته مکمل غنی از C که توسط سنتز رشته پیشرو تکثیر می‌شود. در این مطالعه، ما قصد داریم ساختار تلومر در Saccharomyces cerevisiae، Saccharomyces pombe و پستانداران را مقایسه کنیم. در تلومرهای Saccharomyces cerevisiae، پروتئین Rap1 به توالی‌های دو رشته‌ای تلومری متصل شده و همچنین به Rif1 و Rif2 که طول تلومر را تنظیم می‌کنند، متصل می‌شود. Cdc13 و عوامل مرتبط با Cdc13، یعنی Ten1 وStn1، به انتهای تک رشته‌ای متصل می‌شوند. در تلومرهای Saccharomyces pombe، پروتئین Taz1 به DNA دو رشته‌ای متصل شده و همچنین پروتئین‌های Rap1 و Rif1 از طریق Taz1 به ناحیه دو رشته‌ای متصل می شوند. Pot1با Tpz1 تعامل کرده و به انتهای '3 متصل می‌شود. Poz1 مجموعه‌های متصل به DNA دو رشته‌ای Taz1/Rap1را به مجموعه‌های متصل به DNA تک رشته‌ای Pot1/Tpz1 متصل می‌کند. Ccq1 نیز با Tpz1 تعامل کرده و تلومراز را جذب می‌کند. مجموعه Stn1/Ten1 به تلومر تک رشته‌ای متصل می‌شود. در تلومرهای پستانداران، مجموعه Shelterin که به DNA دو رشته‌ای تلومری متصل می‌شود، شامل شش زیرواحد است TRF1 و TRF2 که به طور مستقیم به DNA دو رشته‌ای تلومری متصل می‌شوند. TPP1 و POT1 به DNA تک رشته‌ای متصل می‌شوند. TIN2 مجموعه‌های متصل به DNA دو رشته‌ای TRF1/TRF2 را به مجموعه‌های متصل به DNA تک رشته‌ای POT1/TPP1 متصل می‌کند. پروتئین Rap1 از طریق تعامل با TRF1 و TRF2 به تلومر متصل می‌شود. علاوه بر این، در این مطالعه، تنظیم و مقایسه مجموعه Shelterin مورد بحث قرار خواهد گرفت. همچنین، هنگامی که DNA دو رشته‌ای در پستانداران شکسته می‌شود، مسیرهای پاسخ به آسیب DNA باید فعال شوند، بنابراین توضیح داده می‌شود که کدام مسیرهای ترمیم استفاده می‌شوند. در نهایت، ساختار T-Loop را مورد بحث قرار می‌دهیم، زیرا نشان داده شده است که تلومرها در چندین گونه به ساختاری به نام T-loop باز می‌گردند که احتمالاً در محافظت از تلومر نقش دارد.
Keywords
تلومر; شلترین; ساختار تی-لوپ
Supplementary Files
References
  1. AMIARD, S., & DOUDEAU, M., et al. 2007. A topological mechanism for TRF2-enhanced strand invasion. Nature Structural &Molecular Biology. 14: 147-154.
  2. ANBALAGAN, S., BONETTI, D., LUCCHINI, G., LONGHESE, M.P. 2011.Rif1 Supports the Function of the CST Complex in Yeast Telomere Capping. PLoS Genet 7(3).
  3. BAUMANN, P., & CECH, TR. 2001. Pot1, the Putative Telomere End-Binding Protein in Fission Yeast and Humans. Science. 292: 1171-1175.
  4. BAUMANN, P., PODELL, E., & CECH, T. R. 2002. Human Pot1 (Protection of Telomeres) Protein: Cytolocalization, Gene structure, and Alternative Splicing. Mol Cell Biol. 22(22): 8079-8087.
  5. BIANCHI, A., & SHORE, D. 2008. How telomerase reaches its end: mechanism of telomerase regulation by the telomeric complex. Mol. Cell. 31: 153-165.
  6. BLACKBURN, E. H., & SZOSTAK, J. W. 1984. The Molecular Structure of Centromeres and Telomeres. Rev. Biochem. 53: 163-94
  7. BUNCH, J., BAE, N., LEONARDI, J., & BAUMANN, P. 2005. Distinct requirements for Pot1 in Limiting Telomere Length and Maintaining Chromosome Stability. Molecular and Cellular biology.25 (13). 5567-5578.
  8. CHAN, S, R, W, L., & BLACKBURN, E. 2004. Telomeres and telomerase. Philos Trans R Soc Lond B Biol Sci. 359 (1414), 109-121.
  9. COLLINS, K. 2006. The Biogenesis and regulation of telomerase holoenzymes. Nat Rev Mol Cell Biol. 7(7): 484-494.
  10. COOPER, J. P., NIMMO, E. R., ALLSHIRE, R. C., & CECH, T. R. 1997. Regulation of telomere length and function by a Myb-domain protein in fission yeast. Nature. 385: 744-747.
  11. DE LANGE, T. 2004. T-loops and the origin of telomeres. Nature Reviews Molecular Cell Biology. 5, 323-329.
  12. DE LANGE, T. 2005. Shelterin: the protein complex that shapes and safeguards human telomeres. Genes Dev. 19: 2100-2110.
  13. DE LANGE, T. 2009. How Telomeres Solve the End-Protection Problem. Science. 326 (5955), 948-952.
  14. DEHE, P.M.,& COOPER, J. P. 2010. Fission yeast telomeres forecast the end of the crisis. FEBS Letters. 584 (17), 3725-3733.
  15. DENCHI, E. L., & DE LANGE, T. 2007. Protection of telomeres through independent control of ATM and ATR by TRF2 and POT1. Nature. 448: 1068-1071
  16. FERREIRA, M.G., MILLER, KM., & COOPER, JP. 2004. Indecent exposure: when telomeres become uncapped. Mol Cell. 13: 7-18.
  17. GARG,, GURUNG, R., MANSOUBI, S., AHMED, J., DAVE, A., Watts, F & BIANCHI, A. Tpz1 TPP1 SUMOylation reveals evolutionary conservation of SUMO-dependent Stn1 telomere association. EMBO Reports. 15, 871-877.
  18. GIRAUD-PANIS, M. J., TEIXEIRA, M.T., GELI, V. & GILSON, E. 2010.CST meets shelterin to keep telomeres in check. Cell. 39: 665-676.
  19. GREIDER, C. W. 1996. Telomere Length Regulation. Anna Rev Biochem.65:337-65
  20. GRIFFITH, JD. COMEAU, L., ROSENFIELD, S., STANSEL, RM., BIANCHI, A., MOSS, H., & DE LANGE, T. 1999. Mammalian telomeres end in a large duplex loop. Cell. 97: 503-514.
  21. HIRANO, Y., FUKUNAGA, K., & SUGIMOTO, K. 2009. Rif1 and rif2 inhibit localization of tel1 to DNA ends. Mol Cell. 33: 312–322.
  22. KARLSEDER, J., BROCCOLI, D., DAI, Y., HARDY, S., & DE LANGE, T. 1999.P53- and ATM-Dependent Apoptosis Induced by Telomeres Lacking TRF2. Science. 283. 1321-1325.
  23. KELLEHER, C., KURTH, I., & LINGNER, J. 2005. Human protection of telomeres 1 (Pot1) is a negative regulator of telomerase activity in vitro. Mol Cell Biol. 25(2): 808-18.
  24. KONISHI, A., & DE LANGE, T. 2008. Cell cycle control of telomere protection and NHEJ revealed by a ts mutation in the DNA-binding domain of TRF2. Genes Dev. 22(9): 1221-30.
  25. KREBS, J., GOLDSTEIN, E., & KILPATRICK, S. 2011. Lewin’s Genes X. 10th USA: Jones and Bartlett Publishers, LLC.
  26. LATRICK, C.M., & CECH, T. R. 2010. POT1-TPP1 enhances telomerase processivity by slowing primer dissociation and aiding translocation. EMBO J. 29(5). 924-933.
  27. LEVY, M., ALLSOPP, R., FUTCHER, A., GREIDER, C., & HARLEY, C.1992. Telomere End-replication Problem and Cell Aging. J. Mol. Biol. 225, 951-960.
  28. LEONARDI, J., BOX, J. A., BUNCH, J. T., & BAUMANN, P. 2008. TER1, the RNA subunit of fission yeast telomerase. Nat Struct Mol Biol. 15(1): 26-33.
  29. LI, S., MAKOVETS, S., MATSUGUCHI, T., BLETHROW, J.D., SHOKAT, K.M., BLACKBURN, E.H. 2009. Cdk1-dependent phosphorylation ofCdc13 coordinates telomere elongation during cell-cycle progression. Cell. 136: 50–61.
  30. LIU, D., SAFARI, A., O’CONNOR, MS., CHAN, D.W., LAEGELER, A., QIN, J., & SONGYANG, Z. 2004. PTOP interacts with POT1 and regulates its localization to telomeres. Nat Cell Biol. 6(7): 673-80.
  31. MARTIN, V., DU, L., ROZENZHAK, S., & RUSSELL, P. 2007. Protection of telomeres by a conserved Stn1-Ten1 complex. 104 (35).14038-14043.
  32. MCCLINTOCK, B. 1942. The fusion of broken ends of chromosomes following nuclear fusion. Natl Acad. Sci. USA.28, 458–463.
  33. MILLER, K.M., ROG, O., & COOPER, J.P. 2006. Semi-conservative DNA replication through telomeres requires Taz1. Nature. 440: 824-828.
  34. NAASANI, I. 2004. Telomerase inhibitors: forcing the end to put an end. Drug News 13 (7), 389-94.
  35. PALM, W., &DE LANGE, T. 2008. How Shelterin Protects Mammalian Telomeres. Annual review of genetics. 42, 301-34
  36. RAY, A., & RUNGE, K. W. 2001. Yeast telomerase appears to frequently copy the entire template in vivo. Nucleic Acids Research. 29 (11), 2382-2394.
  37. ROG, O., & COOPER, J. 2008. Telomeres in Drag: dressing as DNA damage to engage telomerase. Current Opinion in Genetics & Development. 18, 212-220.
  38. SHORE, D., & BIANCHI, A. 2009. Telomere length regulation: coupling DNA end processing to feedback regulation of telomerase. The EMBO Journal. 28, 2309-2322.
  39. SMOGORZEWSKA, A., &DE LANGE, T. 2004. Regulation of Telomerase by Telomeric Proteins. Annu Rev Biochem. 73: 177-208.
  40. STRACHAN, T., & READ, A. 2011. Human Molecular Genetics. 4th New York: Garland Science, Taylor & Francis Group, LLC.
  41. SULLIVAN, R., KARISEDER, J. 2010. Telomeres: protecting chromosomes against genome instability. Nature reviews Molecular Cell Biology. 11. 171-181.
  42. WOTTON, D., & SHORE, D. 1997. A novel Rap1p-interacting factor, Rif2p, cooperates with Rif1p to regulate telomere length in Saccharomyces cerevisiae. Genes Dev 11: 748–760.
  43. WRIGHT, W., TESMER, V., HUFFMAN, K., LEVENE, S., & SHAY, J. 1997. Normal human chromosomes have long G-rich telomeric overhangs at one end. Genes & Dev. 1997. 11: 2801-2809.
  44. WU, L., & MULTANI, A. S. et al. 2006. Pot1 deficiency initiates DNA damage checkpoint activation and aberrant homologous recombination at telomeres. 126: 49-62.
Statistics
Article View: 148
PDF Download: 185


counter
Journal management system. designed by sinaweb