funktioner av DNA-polymeras ε
- American Society of Plant Biologists
eukaryoter innehåller flera DNA-polymeraser som säkerställer korrekt och effektiv replikering av genomet samt skydd och reparation från endogena och miljömässiga DNA-skadliga ämnen. I de flesta eukaryoter är de viktigaste replikativa enzymerna DNA-polymeraser α, δ Och ε (granskad i Garcia-Diaz och Bebenek, 2007). I jäst initierar DNA-polymeras α (DNA pol α) syntes på den fördröjda strängen., Huvuddelen av kedjeförlängningen sker via DNA Pol δ Och ε, som verkar fungera huvudsakligen på de släpande respektive ledande strängarna (Pursell et al., 2007). Vissa funktioner hos DNA-polymeraserna är sannolikt bevarade över eukaryoter, men växtens enzymer har inte varit väl karaktäriserade.
DNA-polymeras ε (Pol ε) i jäst består av en enda katalytisk och tre reglerande underenheter, och denna struktur verkar bevaras i andra organismer., Det finns två gener som kodar för Pol ε katalytiska subenheten i Arabidopsis, Pol2a och Pol2b, och enstaka gener som kodar för var och en av de föreskrivande subenheter. Den katalytiska subenheten Pol2A och den regulatoriska subenheten DPB2 hos Arabidopsis är kända för att vara avgörande för tidig embryogenes(Ronceret et al., 2005). Pol2a verkar koda den huvudsakliga katalytiska subenheten aktiv under embryogenes och i meristems, medan Pol2b uttrycks huvudsakligen under stressförhållanden och null mutationer producerar ingen märkbar fenotyp., Arabidopsis mutanter med partiell förlust av funktion av Pol2a (homozygot svaga alleler) har längre cellcykler, större celler, och fördröjd utveckling av embryon, betonar den kritiska rollen av denna subenhet i korrekt cellcykeln progression och mönstring i embryot (Jenik et al., 2005).
Nu, Yin et al. (sidorna 386-402) har identifierat en nonlethal mutation av Pol2a i Arabidopsis som orsakar en ABA alltför känslig fenotyp, vilket tyder på en koppling mellan Pol ε aktivitet och ABA-signalering., Dessutom visade mutanten en dramatisk 60-faldig ökning av frekvensen av somatisk homolog rekombination (HR; se figur), ökad känslighet för DNA-skadliga medel, aktivering av tystade loci och tidig blomning, vilket indikerar en potentiell roll för Pol ε i HR och upprätthållandet av epigenetiska tillstånd.
Arabidopsis Pol2a mutant allele abo4-1 ökar frekvensen av HR. plantor transformerades med en markör för HR (1415) som producerar synliga fläckar på bladen. (Anpassad från Figur 4 Yin et al. .,)
författarna visar att den nya allelen av Pol2a, kallad abo4-1, frigör transkriptionsgenen som tystar på testad loci utan att påverka DNA-metylering. De visar vidare att en tidig blommande fenotyp är associerad med minskat uttryck av FLC och ökat uttryck av FT samtidigt med förändrade Histon H3 modifieringar på dessa loci. Resultaten tyder på en roll för Pol ε i ABA-beroende effekter på genomstabilitet, epigenetiska tillstånd av kromatin och kromatin-medierade genuttryck i växter.,
länken till HR är spännande, även om ytterligare studier behövs för att visa om Pol2a spelar en direkt eller indirekt roll. Det visades att mutationer i Pol2a leder till förlängning av S-fasen av DNA-replikation (Jenik et al., 2005; Yin et al., 2009), och Yin et al. tyder på att detta leder till ökad bildning av dubbelsträngsavbrott, aktivering av cellcykelkontrollpunkter och induktion av HR. detta arbete utökar väsentligt vår kunskap om DNA Pol ε-aktivitet i växter och föreslår spännande nya vägar för framtida forskning.
fotnoter
-
www.plantcell.,org/CGI/doi / 10.1105 / TPC.109.210212