Homologe Rekombination und Schadenstoleranzmechanismen 1

Question 1

Skizzieren Sie die einzelnen Schritte bei der
Doppelstrangbruchreparatur über HR (DSBR - double
strand break repair). Achten Sie hierbei auf die Strangpolaritäten. Wie entstehen hierbei crossover?

Answer 1

-SSA (single strand annealing): geschieht zwischen repeats

-BIR (break induced replication ): Verlust eines Chromosomenarms, wird durch die Sequenz
des Schwesterchromosoms ersetzt (loss of heterozygosity)

• SDSA (synthesis dependent strand annealing ): kein crossover
• dHJ Weg crossover oder non-crossover

Crossover entstehen durch joint molecule formation mit zwei Holyday Junctions wenn bei der Auflösung an ungleichen stellen geschnitten wird.

Question 2

Die Reparatur von Doppelstrangbrüchen über NHEJ ist
mutagen, die über HR im Prinzip fehlerfrei. Können Sie
trotzdem plausible Gründe dafür finden, warum es in
höheren Eukaryoten möglicherweise besser ist, NHEJ
statt HR zu benutzen, während z.B. Bäckerhefe vorzugsweise HR benutzt?
Denken Sie hierbei auch an die Zusammensetzung der
Genome.

Answer 2

NHEJ ist das ding wo sie im Grunde zwei Stränge aneinanderbinden ohne zu gucken ob da
was passt

1. Eukaryoten besitzen viele nicht-codierende Bereiche bei denen Mutationen geringe Auswirkungen
   haben
2. Nicht codierende Bereiche sind oft repeat sequenzen welche HR erschweren und NHEJ erschweren
3. HR verusacht loss of heterogenicity, für ein repariertes Gen geht ein Allel kaputt
4. NHEJ geht schneller
5. Doppelstrangbrüche bewegen sich langsamer, daher ist es wahrscheinlich, dass die richtigen Enden wieder zusammenfinden

Question 3

Warum kommt es beim Bloom’s Syndrom zu häufigen
Schwesterchromatid-austauschen? Wie könnte dies mit
der bei Patienten mit Bloom’s Syndrom beobachteten
Genominstabilität und Krebsneigung zusammenhängen?

Answer 3

Beim Bloom’s Syndrom fällt die dHJ-Dissolution aus welche holyday junctions crossover frei auflösen kann. Weshalb die Anzahl an Crossovern bei betroffenen viel höher ist, zu einem hohen Schwesterchromatidsaustausch führt und damit einen starken Heterogenitätsverlust zur Folge hat.

Die Krebsneigung lässt sich dadurch erklären, dass durch die Ligation evtl. endständige Basen wegfallen, welche zu codierenden Bereichen gehören. Es könnten Bereiche kombiniert werden die eigentlich nicht zusammengehören (jede zweite Reparatur über HJ hat crossover).