Homologous Recombination Flashcards

1
Q

Hva er rekombinasjon?

A

Fysisk endring i DNA sekvens mellom kromosomer

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
2
Q

Når er rekombinasjon nødvendig?

A
  • Reparere double-strand brudd
  • Meisose
  • Stor bidrager for genetisk variasjon
  • Kontrollere genekspresjon
  • Genetisk knock-outs
  • Transgenetikk
  • Kreft behandling
  • Basis i forskjellig teknologi
How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
3
Q

Hva fører til double-strand brudd (DSB)?

A
  • Stråling: spes skadelig siden de er vanskelig å reparere.
  • DNA replikasjon:
    • Nick i templat gir DSB ved repl.
    • Lesion i templat kan føre til stop i replikasjonsgaffelen som kan gi DSB
How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
4
Q

Hvilke 5 nøkkel steg er det i homolog rekombinasjon?

A
  1. Alignment av to homologe nesten identiske DNA molekyl.
  2. Introduksjon av brudd i DNA som videre blir prosessert til ssDNA.
  3. Strand invasjon, ved baseparing mellom to rekombinerende DNA.
  4. Dannelse av Holliday junction, et junction (kryss) som kan beveges ved branch migration.
  5. Resolution av Holliday junction, regenerer seperate DNA molekyler.
How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
5
Q

Hva er heteroduplex?

A

Det er når sekvense er forskjellige etter rekombinasjon. Feks vi har allene AA og aa, rekombinasjon -> Aa, da er Aa heteroduplex.

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
6
Q

Hva forrårsaker strand invasjon?

A

Base paring mellom to ulike molekyler.

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
7
Q

Hva kan skje med stranden ved DSB i strand invasion?

A

DSB lar en strand bli «peeled off» og flytte over til det andre DNAet.

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
8
Q

Hvilke to utkom kan skje ved oppløsning av Holliday junction?

A
  • Kutting i reint parental strand -> ett overkryss produkt, de to DNAene er «spliced» sammen
  • Kutting i mikset strand -> ett ikke-overkryss produkt, kun ett segment av DNA er vekslet
How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
9
Q

Hva har oppløsning/kløyving av Holliday junction å si for om man får overkryss eller ikke?

A
  • Om begge junctions er kløyvd på samme vis (samme sete), vil man ikke få overkryss produkt.
  • Om begge junctions er kløyvd på ulikt vis (ulike sete), vil man få overkryss produkt.
How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
10
Q

Hvordan kan homolog rekombinasjon bli brukt for å reparere DSB?

A
  • Introduksjon til brudd som blir videre prosessert til ssDNA med 3’-hale.
  • Strand invasion og baseparing
  • Andre strand invasion, etterfulgt med DNA reperasjon syntese i 3’-enden.
  • Dannelse av to Holliday junctions, junctions som kan beveges ved branch migrering.
  • Oppløsning av Holliday junction - regenerer seperate DNA molekyler.
How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
11
Q

Hvilket enzym (E.coli) blir brukt for å prosessere endene ved strand invasion for å generere 3’-ender i DSB?

A
  • RecBCD
  • Gjør endene klare til å bli strand invadert. Hjelper å loade RecA.
  • Inneholder 3 subenheter, med helicase og nuclease aktivitet.
  • Bruker ATP
How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
12
Q

Hvilke subenheter i RecBCD har helicase aktivitet?

A
  • RecB, 3’-5’ helicase aktivitet, begynner ved 3’-enden og beveger til venstre. Er sen (i starten)
  • RecD, 5’-3’ helicase aktivitet, begynner ved 5’-enden og beveger seg til venstre. Er rask (i starten)
  • Beveger seg i samme retning
How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
13
Q

Hva er χ (chi) setet?

A
  • χ er crossover hotspot instigator
  • Har sekvens GCTGGTGG
  • Styrer hastigheten til RecD og RecB ved at hastighet differansen mellom RecD og RecB blir mindre.
    RecD blir senere enn RecB.
  • RecB slutter å bryte ned 3’-ender.
How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
14
Q

Hvilken subenhet gjenkjenner χ?

A

RecC

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
15
Q

Hvilken subenhet i RecBCD har nuclease aktivitet?

A
  • RecB

- RecB degraderer begge strands, men med ulik effektivitet.

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
16
Q

Hva er resultatet etter RecBCD?

A

Et langt ssDNA som stikker ut med Chi (χ) på 3’-enden.

17
Q

Forklar mekanismen til RecBCD komplekset.

A
  1. RecC møter og gjenkjenner Chi på 3’ strand.
  2. RecC signalerer den raskere RecD til å stoppe.
  3. Når stoppet, RecD signalerer RecB til å kutte DNA ved Chi og
  4. Begynner loading av RecA protein til den nye genererte 3’-enden med Chi.
18
Q

Hvorfor er Chi sete nødvendig?

A
  • Øker rekombinasjonsraten 10-fold.
19
Q

Hva skjer med DNAet mellom DSB og Chi?

A
  • Det blir degradert, og derfor mistet.

- Etter Chi, er det ikke noe degradering.

20
Q

Hva gjør RecA?

A
  • RecA danner filament på ssDNA før det reagerer med en homolog duplex.
  • Produktet er en heteroduplex DNA med strand veksling.
  • Filamentet som dannes, inneholder RecA som tvinnes rundt DNA. DNA som er i filamentet blir strukket 1.5x lineært.
21
Q

Hva er RecA?

A
  • RecA tilhører en familie protein, kalt strand-exchange proteins, som katalyserer paring av homologe DNA molekyl. Dette involverer søking+parring.
22
Q

Hva er viktig med RecA filamentene?

A
  • De dekker 3’-enden på ssDNA med RecA -> RecA-ssDNA filament initierer et søk på homologi -> søk på homologi mellom ssDNA og nytt dsDNA.
23
Q

Hvordan er mekanismen ved homologi søk? Altså i RecA

A
  1. ssDNA bindes til det primære bindingssetet.
  2. dsDNA bindes svakt til sekundært bindingssete for komplementæritet.
  3. Et komplementær match av >= 15bp utløser strand utveksling.
  4. Ved komplementæritet, vil baseparing ta plass.
24
Q

Hva er RuvAB komplekset?

A
  • Det er protein kompleks som gjenkjenner Holliday junction og som inngår i branch migrering.
  • Består av to proteiner: RuvB og RuvA.
25
Q

Hva er RuvA?

A
  • RuvA er en protein som binder spesifikt til Holliday junction.
26
Q

Hva er RuvB?

A
  • RuvB er et hexameric ATPase/helicase som blir rekruttert av RuvA.
  • Bruker ATP for å flytte på grenene (branches - strands) -> gir koordinert branch migrering i en retning.
27
Q

Hva et RuvC?

A
  • RuvC er en endonuclease som kløyver DNA ved Holliday junction -> endene kan bli limt sammen ved DNA ligase.
  • RuvC gjenkjenner RuvAB-Holliday junction og kløyver de to strandene symmetrisk.
28
Q

Hvor i Meiose skjer homolog rekombinasjon?

A
  • Meitotisk interfase
29
Q

Mhp Meisose, hva fører HR til?

A
  • Utveksling av alleler
30
Q

Hva er Spo11?

A
  • Nuclease enzym som kløyver DNA for initiering av HR
  • Spo11 kutter DNA på mange plasser med liten sekvens spesifisitet, men ved en veldig spesifikk tid (når søster kromosom begynner å pare)
  • Aktivit sete inneholder tyrosin som ligeres til DNA for å promotere brudd.
31
Q

Hva er Dmc1?

A

Det er et Meiose spesifikk strand-exchange protein.

32
Q

For kvinner. Hvorfor er en mutasjon i enten BRCA1 eller BRCA2 skadelig?

A
  • BRCA gener er involvert i HR.
  • Skadelig mutasjon i BRCA1/BRCA2 fører til 5x høyere sjanse for brystkreft og 10x høyere sjanse for ovariekreft.
  • BRCA1/2 er tumor suppressor gener og mutasjon i disse kan føre til tap av effektivitet i DNA reparing
33
Q

Hva kan mutasjon i homologe rekombinante gener føre til?

A
  • Det kan føre til HRD (homologous recombination defects) som igjen kan føre til ustabilitet og kreft.
34
Q

Hva er HRD mutant kreft sensitiv for?

A
  • De er sensitive for medisin som inhiberer andre DNA reparering pathways, feks PARP inhibitor.
35
Q

Hvordan endres gjær parings type? (Mating type)

A
  • De bruker en form for homolog rekombinasjon.
  • Mating type er bestemt ved hva som er uttrykt i MAT locus.
  • I en a-celle, er regulator a1 uttrykt. I en α-celle, er α1 og α2 regulatorer uttrykt.
  • Den stille informasjonen kan bli overført til uttrykt locus ved HR. Sekvensinformasjonen for den andre mating type er tilstede i genomet, men stille.
36
Q

Hva er gen conversion?

A
  • En spesifikk form for HR som involverer unidireksjonel overføring av genetisk materie fra en «donor» sekvens til en høy homolog «akspetor».