DMC1 (gen)


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El homólogo de la proteína de recombinación meiótica DMC1 / LIM15 es una proteína que en humanos está codificada por el gen DMC1 . [5] [6] [7] [8]

La proteína de recombinación meiótica Dmc1 es un homólogo de la proteína de intercambio de cadena bacteriana RecA. Dmc1 desempeña un papel central en la recombinación homóloga en la meiosis al ensamblarse en los sitios de roturas programadas de doble cadena de ADN y llevar a cabo una búsqueda de secuencias de ADN alélicas ubicadas en cromátidas homólogas. El nombre "Dmc" significa "ADNc meiótico alterado" y se refiere al método utilizado para su descubrimiento que implicó el uso de clones de una biblioteca de ADNc específica de meiosis para dirigir mutaciones inactivas de genes meióticos abundantemente expresados. La proteína Dmc1 es uno de los dos homólogos de RecA que se encuentran en las células eucariotas, el otro es Rad51. En la levadura en ciernes, Rad51 sirve como proteína de intercambio de hebras en la mitosis, donde es fundamental para la reparación de roturas del ADN.Rad51 se convierte en un factor accesorio para Dmc1 durante la meiosis mediante la inhibición de su actividad de intercambio de hebras.[9] Se han identificado homólogos de DMC1 en muchos organismos, incluidos hongos, plantas y mamíferos divergentes, incluidos los seres humanos. [5] [6] [7] [8]

Descubrimiento

El gen y la proteína DMC1 fueron descubiertos en la levadura en ciernes S. cerevisiae por Douglas Bishop cuando era becario postdoctoral en el laboratorio de Nancy Kleckner en la Universidad de Harvard. [10]

Función

La proteína codificada por este gen es esencial para la recombinación homóloga meiótica. La recombinación genética en la meiosis juega un papel importante en la generación de diversidad de información genética y facilita la segregación reductora de cromosomas que debe ocurrir para la formación de gametos durante la reproducción sexual.

Al igual que otros miembros de la familia Rad51 / RecA, Dmc1 estabiliza los intermedios de intercambio de cadenas (ADN estirado Rad1 / RecA, o RS-ADN) en tripletes estirados similares al ADN de la forma B. Cada molécula de la proteína se une a un triplete de nucleótidos y la fuerza de esa unión, según lo evaluado por el cambio en la energía libre de Gibbs., se puede evaluar por el tiempo que permanece unida una sonda de dsDNA marcada con una secuencia homóloga corta a un DNA que contiene una región corta de homología con él. Un estudio de este tipo ha demostrado que un desajuste en cualquiera de las tres posiciones al final de un tramo de homología no aumentará el tiempo que la sonda permanece unida, y en las construcciones Rad51 o RecA un desajuste interno provocará un error similar. reducción del tiempo de encuadernación. Todas las enzimas son capaces de "superar" un desajuste y continuar uniendo la sonda con más firmeza si existe una región de homología más larga. Sin embargo, con Dmc1, un triplete con un único desajuste interno (pero no terminal) contribuirá a la estabilidad de la unión de la sonda en un grado similar a uno sin un desajuste. De este modo,Dmc1 se adapta especialmente a su función como recombinasa específica de la meiosis, ya que esta actividad le permite catalizar de manera más eficaz la recombinación entre secuencias que no coinciden perfectamente.[11]

Interacciones

Se ha demostrado que DMC1 (gen) interactúa con RAD51 . [12] También se ha demostrado que la proteína se une a Tid1 (Rdh54), Mei5 / Sae3 y Hop2 / Mnd1. Todas estas proteínas que interactúan actúan para mejorar la actividad de Dmc1 en sistemas purificados y también están implicadas como necesarias para la función de Dmc1 en las células.

Interacción de Rad51 con Dmc1

Durante la meiosis , las dos recombinasas , Rad51 y Dmc1, interactúan con el ADN monocatenario para formar filamentos especializados que se adaptan para facilitar la recombinación entre cromosomas homólogos . Tanto Dmc1 como Rad51 tienen una capacidad intrínseca para autoagregarse. [13] La presencia de filamentos Rad51 estabiliza los filamentos Dmc1 adyacentes y, a la inversa, Dmc1 estabiliza los filamentos Rad51 adyacentes. Se propuso un modelo en el que Dmc1 y Rad51 forman filamentos separados en el mismo ADN monocatenario y la interferencia entre las dos recombinasas afecta sus propiedades bioquímicas. [13]

Durante la meiosis, incluso en ausencia de actividad de intercambio de hebras de Rad51, Dmc1 parece ser capaz de reparar todas las roturas meióticas del ADN, y esta ausencia no afecta las tasas de cruzamiento meiótico . [14]

Referencias

  1. ^ a b c GRCh38: Ensembl release 89: ENSG00000100206 - Ensembl , mayo de 2017
  2. ^ a b c GRCm38: Ensembl release 89: ENSMUSG00000022429 - Ensembl , mayo de 2017
  3. ^ "Referencia humana de PubMed:" . Centro Nacional de Información Biotecnológica, Biblioteca Nacional de Medicina de EE. UU .
  4. ^ "Referencia de PubMed del ratón:" . Centro Nacional de Información Biotecnológica, Biblioteca Nacional de Medicina de EE. UU .
  5. ↑ a b Habu T, Taki T, West A, Nishimune Y, Morita T (1996). "Los homólogos de ratón y humanos de DMC1, el gen de recombinación homólogo específico de la meiosis de levadura, tienen una forma única común de transcripción omitida de exón en la meiosis" . Ácidos nucleicos Res . 24 (3): 470–7. doi : 10.1093 / nar / 24.3.470 . PMC 145652 . PMID 8602360 .  
  6. ↑ a b Sato S, Seki N, Hotta Y, Tabata S (1995). "Perfiles de expresión de un gen humano identificado como un homólogo estructural de genes similares a recA específicos de la meiosis" . DNA Res . 2 (4): 183–6. doi : 10.1093 / dnares / 2.4.183 . PMID 8590282 . 
  7. ↑ a b Thorslund T, Esashi F, West SC (2007). "Interacciones entre la proteína BRCA2 humana y la recombinasa específica de meiosis DMC1" . EMBO J . 26 (12): 2915-22. doi : 10.1038 / sj.emboj.7601739 . PMC 1894777 . PMID 17541404 .  
  8. ^ a b "Entrez Gene: DMC1 DMC1 supresor de dosis del homólogo mck1, recombinación homóloga específica de meiosis (levadura)" .
  9. ^ Nube V, Chan YL, Grubb J, Budke B, Obispo DK (2012). "Rad51 es un factor accesorio para la formación de moléculas articulares mediada por Dmc1 durante la meiosis" . Ciencia . 337 (6099): 1222–5. doi : 10.1126 / science.1219379 . PMC 4056682 . PMID 22955832 .  
  10. ^ Obispo DK, Park D, Xu L, Kleckner N (1992). "DMC1: un homólogo de levadura específico de meiosis de E. coli recA necesario para la recombinación, la formación del complejo sinaptonémico y la progresión del ciclo celular". Celular . 69 (3): 439–56. doi : 10.1016 / 0092-8674 (92) 90446-j . PMID 1581960 . S2CID 45890186 .  
  11. ^ Lee JY, Terakawa T, Qi Z, Steinfeld JB, Redding S, Kwon Y, Gaines WA, Zhao W, Sung P, Greene EC (agosto de 2015). "Recombinación de ADN. Paso de triplete de bases por la familia de recombinasas Rad51 / RecA" . Ciencia . 349 (6251): 977–81. doi : 10.1126 / science.aab2666 . PMC 4580133 . PMID 26315438 .  
  12. ^ Masson JY, Davies AA, Hajibagheri N, Van Dyck E, Benson FE, Stasiak AZ, Stasiak A, West SC (noviembre de 1999). "La recombinasa específica de meiosis hDmc1 forma estructuras de anillo e interactúa con hRad51" . EMBO J . 18 (22): 6552–60. doi : 10.1093 / emboj / 18.22.6552 . PMC 1171718 . PMID 10562567 .  
  13. ↑ a b Crickard JB, Kaniecki K, Kwon Y, Sung P, Greene EC (2018). "Auto-segregación espontánea de recombinasas de ADN Rad51 y Dmc1 dentro de filamentos mixtos de recombinasa" . J. Biol. Chem . 293 (11): 4191–4200. doi : 10.1074 / jbc.RA117.001143 . PMC 5858004 . PMID 29382724 .  
  14. ^ Singh G, Da Ines O, Gallego ME, White CI (2017). "Análisis del impacto de la ausencia de actividad de intercambio de hebras RAD51 en la meiosis de Arabidopsis" . PLOS ONE . 12 (8): e0183006. doi : 10.1371 / journal.pone.0183006 . PMC 5552350 . PMID 28797117 .  

Otras lecturas

  • Golub EI, Gupta RC, Haaf T, Wold MS, Radding CM (1998). "Interacción de la proteína de recombinación humana rad51 con la proteína de unión a ADN monocatenario, RPA" . Ácidos nucleicos 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). "La recombinasa específica de meiosis hDmc1 forma estructuras de anillo e interactúa con 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). "La secuencia de ADN del cromosoma 22 humano" . Naturaleza . 402 (6761): 489–95. doi : 10.1038 / 990031 . PMID  10591208 .
  • Moens PB, Kolas NK, Tarsounas M, Marcon E, Cohen PE, Spyropoulos B (2002). "El curso del tiempo y la localización cromosómica de las proteínas relacionadas con la recombinación en la meiosis en el ratón son compatibles con modelos que pueden resolver las primeras interacciones ADN-ADN sin recombinación recíproca". J. Cell Sci . 115 (Parte 8): 1611–22. doi : 10.1242 / jcs.115.8.1611 . PMID  11950880 .
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