functies van DNA-Polymerase ε
- American Society of Plant Biologists
eukaryoten bevatten meerdere DNA-polymerasen die zorgen voor een nauwkeurige en efficiënte replicatie van het genoom en voor bescherming en herstel tegen endogene en milieu-DNA-schadelijke stoffen. In de meeste eukaryoten zijn de belangrijkste replicatieve enzymen DNA-polymerasen α, δ En ε (herzien in Garcia-Diaz en Bebenek, 2007). In gist, initieert de polymerase α van DNA (Pol α van DNA) synthese op de achterblijvende bundel., Het grootste deel van keten verlenging verloopt via de activiteiten van DNA pol δ En ε, die hoofdzakelijk lijken te functioneren op de achterblijvende en belangrijke bundels, respectievelijk (Pursell et al., 2007). Sommige functies van de polymerases van DNA worden waarschijnlijk behouden over eukaryotes, maar de functies van de installatieenzymen zijn niet goed gekenmerkt.
DNA-polymerase ε (Pol ε) in gist bestaat uit een enkele katalytische en drie regulerende subeenheden, en deze structuur lijkt te worden behouden in andere organismen., Er zijn twee genen die de katalytische subeenheid van Pol ε in Arabidopsis, Pol2a en Pol2b coderen, en enige genen die elk van de regelgevende subeenheden coderen. De katalytische subeenheid Pol2A en de regulerende subeenheid DPB2 in Arabidopsis zijn gekend essentieel voor vroege embryogenese te zijn (Ronceret et al., 2005). Pol2a lijkt de belangrijkste katalytische subeenheid te coderen die actief is tijdens de embryogenese en in meristems, terwijl Pol2b voornamelijk wordt uitgedrukt onder stressomstandigheden en nulmutaties geen merkbaar fenotype produceren., Arabidopsis mutanten met gedeeltelijk verlies van functie van Pol2a (homozygote zwakke allelen) hebben langere celcycli, grotere cellen, en vertraagde ontwikkeling van embryo ‘ s, met nadruk op de kritische rol van deze subeenheid in de juiste progressie van de celcyclus en patronen in het embryo (Jenik et al., 2005).
Now, Yin et al. (pagina ‘ s 386-402) hebben een niet-dodelijke mutatie van Pol2a in Arabidopsis geïdentificeerd die een ABA te gevoelig fenotype veroorzaakt, wat wijst op een verband tussen POL ε activiteit en ABA signalering., Bovendien vertoonde de mutant een dramatische 60-voudige toename van de frequentie van somatische homologe recombinatie (HR; zie figuur), verhoogde gevoeligheid voor DNA-schadelijke stoffen, activering van stilgelegde loci en vroege bloei, wat wijst op een potentiële rol voor Pol ε in HR en het behoud van epigenetische toestanden.
Het Arabidopsis Pol2a mutant allel abo4-1 verhoogt de frequentie van HR. zaailingen werden getransformeerd met een marker voor HR (1415) die zichtbare vlekken op bladeren produceert. (Aangepast uit Figuur 4 van Yin et al. .,)
De auteurs tonen aan dat het nieuwe allel van Pol2a, genaamd abo4-1, transcriptionele gen-tot zwijgen brengen op geteste loci zonder de DNA-methylering te beïnvloeden. Zij tonen verder aan dat een vroegbloeiend fenotype geassocieerd is met verminderde expressie van FLC en verhoogde expressie van FT gelijktijdig met gewijzigde histone H3 modificaties op deze loci. De resultaten suggereren een rol voor Pol ε in ABA-afhankelijke gevolgen op genoomstabiliteit, epigenetische Staten van chromatin, en chromatin-bemiddelde genuitdrukking in installaties.,
de link met HR is intrigerend, hoewel verdere studies nodig zijn om aan te tonen of Pol2a een directe of indirecte rol speelt. Er werd aangetoond dat mutaties in Pol2a leiden tot verlenging van de S-fase van DNA-replicatie (Jenik et al., 2005; Yin et al., 2009), en Yin et al. stel voor dat dit leidt tot verhoogde vorming van dubbelstrengsonderbrekingen, activering van controlepunten van de celcyclus en de inductie van HR. dit werk breidt onze kennis van DNA Pol ε activiteit in planten aanzienlijk uit en suggereert spannende nieuwe wegen voor toekomstig onderzoek.
voetnoten
-
www.plantcell.,org/cgi/doi/10.1105/tpc.109.210212