Funkce DNA Polymeráza ε
- American Society of Plant Biology
Eukaryota obsahují více DNA polymerázy, které zajišťují přesné a efektivní replikace genomu, jakož i ochranu a opravy z endogenní a environmentální DNA škodlivých činitelů. Ve většině eukaryot, hlavní replikační enzymy DNA polymerázy α, δ a ε (přezkoumána v Garcia-Diaz a Bebenek, 2007). V kvasinkách iniciuje DNA polymeráza α (dna pol α) syntézu na zaostávajícím prameni., Hromadné prodlužování řetězce probíhá prostřednictvím činnosti DNA pol δ a ε, které se zdají fungovat především na zaostávající a přední prameny, respektive (Pursell et al., 2007). Některé funkce DNA polymeráz jsou pravděpodobně zachovány napříč eukaryoty, ale funkce rostlinných enzymů nebyly dobře charakterizovány.
DNA polymeráza ε (Pol ε) v kvasinkách se skládá z jedné katalytické a tří regulačních podjednotek a tato struktura se zdá být konzervována v jiných organismech., Existují dva geny kódující katalytickou podjednotku pol ε v Arabidopsis, Pol2a a Pol2b a jednotlivé geny kódující každou z regulačních podjednotek. Je známo, že katalytická podjednotka Pol2A a regulační podjednotka DPB2 v Arabidopsis jsou nezbytné pro časnou embryogenezi (Ronceret et al., 2005). Pol2a zdá kódování hlavní katalytické podjednotky aktivních během embryogeneze a v meristémy, vzhledem k tomu, že Pol2b je vyjádřena především za stresových podmínek a null mutace produkují nápadný fenotyp., Arabidopsis mutantech s částečnou ztrátou funkce Pol2a (homozygotní slabé alely) mají delší buněčných cyklů, větší buňky, a opožděný vývoj embrya, s důrazem na klíčovou roli této podjednotky ve správné progresi buněčného cyklu a vzorování v embryu (Jeníku et al., 2005).
nyní, Yin et al. (strany 386-402) identifikovaly neletální mutaci Pol2a v Arabidopsis, která způsobuje příliš citlivý fenotyp ABA, což naznačuje souvislost mezi aktivitou pol ε a signalizací ABA., Kromě toho, mutant ukázal dramatický 60-násobné zvýšení ve frekvenci somatické homologní rekombinace (HR; viz obrázek), zvýšená citlivost na DNA poškozující agens, aktivace umlčel loci, a brzy kvetoucí, naznačuje potenciální roli Pol ε v HR a údržbu epigenetické státy.
Arabidopsis Pol2a mutantní alelu abo4-1 zvyšuje frekvence HR. Sazenice byly transformovány s marker pro HR (1415), který vytváří viditelné skvrny na listech. (Upraveno z obrázku 4 Yin et al. .,)
autoři ukazují, že nové alelu Pol2a, tzv. abo4-1, uvolňuje transkripční umlčování genů u testovaných lokusů bez ovlivnění metylace DNA. Dále ukazují, že brzy kvetoucí fenotyp je spojen se sníženou expresí FLC a zvýšenou expresí FT současně se změněnými modifikacemi histonu H3 na těchto loci. Výsledky naznačují roli Pol ε v Aba závislých účincích na stabilitě genomu, epigenetických stavech chromatinu a genové expresi zprostředkované chromatinem v rostlinách.,
odkaz HR je zajímavý, i když další studie jsou potřebné k prokázání, pokud Pol2a hraje přímou nebo nepřímou roli. Bylo prokázáno, že mutace v Pol2a vedou k prodloužení s-Fáze replikace DNA (Jenik et al., 2005; Yin et al., 2009)a Yin et al. naznačují, že to vede ke zvýšené tvorbě dvojitých zlomů, aktivace buněčného cyklu, kontrolní body, a indukční HR. Tato práce podstatně rozšiřuje naše znalosti o DNA Pol ε aktivity v rostlinách a naznačuje vzrušující nové možnosti pro budoucí výzkum.
poznámky pod čarou
-
www.plantcell.,org/cgi/doi/10.1105 / tpc.109.210212