Spo11 - Spo11
Spo11 a, proteinin insanlarda tarafından kodlandığını SPO11 geni . Spo11, mTopVIB ile bir kompleks içinde, mayotik rekombinasyonu başlatmak için çift zincir kırılmaları yaratır . Aktif bölgesi, kopma oluşumunu teşvik etmek için DNA ile bağlanan ve ayrılan bir tirozin içerir. Her DNA zinciri için bir Spo11 proteini yer alır, bu nedenle her bir çift sarmal kopma olayında iki Spo11 proteini yer alır.
Homolog rekombinasyon yoluyla iki DNA molekülü arasındaki genetik değişim , DNA'nın her iki zincirinde de bir kırılma ile başlar (çift sarmal kopması olarak adlandırılır) ve rekombinasyon, değiş tokuş edilen DNA'yı "alan" DNA molekülünü kesen bir endonükleaz enzimi tarafından başlatılır . Gelen mayoz bir enzim olan DNA ile ilgilidir SPO11 olduğu topoizomerazlar . Topoizomerazlar, bir veya her iki zinciri geçici olarak kırarak, kırılmamış DNA zincirini veya zincirlerini kırılmadan geçirerek ve kopukluğu onararak DNA'yı değiştirir; DNA'nın kırık uçları kovalent olarak topoizomeraza bağlıdır. SPO11, mayoz bölünme sırasında çift zincirli kırılmalar oluşturduğunda DNA'ya benzer şekilde bağlanır.
mayotik rekombinasyon
SPO11'in mayotik rekombinasyonu başlatmada baskın bir rol oynadığı düşünülmektedir . Bununla birlikte, rekombinasyon, spo11 mutantları kullanılarak deneysel olarak çalışılabilen alternatif SPO11'den bağımsız mekanizmalarla da meydana gelebilir .
Tomurcuklanan maya Sacharomyces cerevisiae'de , spo11 mutantlarının rekombinasyonundaki ve kromozom ayrışmasındaki mayotik kusurlar, X-ışınlaması ile hafifletilir. Bu bulgu, X-ışını ile indüklenen DNA hasarlarının, SPO11'den bağımsız olarak uygun ayrılmaya yol açan çapraz rekombinasyonu başlatabildiğini gösterir.
Caenorhabditis elegans solucanında , mayotik rekombinasyonun başlatılmasında normal olarak bir spo11 homologu kullanılır. Bununla birlikte, radyasyonun neden olduğu kırılmalar, bu spo11 homologu için silinen mutantlarda rekombinasyonu da başlatabilir .
dU:dG uyumsuzluğuna neden olan sitozin deaminasyonu , replike olmayan DNA'daki en yaygın tek baz değiştiren lezyonlardan biridir. Fisyon mayası Schizosaccharomyces pombe ve C. elegans'ın Spo11 mutantları, DNA'larında dU:dG lezyonları üretildiğinde mayotik çapraz rekombinasyona ve uygun kromozom ayrımına tabi tutulur. Bu çapraz rekombinasyon, çok sayıda çift zincir kırılmasının oluşumunu içermez, ancak urasili DNA fosfodiester omurgasından uzaklaştıran ve baz eksizyon onarımını başlatan bir enzim olan urasil DNA-glikosilaz gerektirir. Bu nedenle, bir urasil baz, bir abazik bölge veya bir tek iplikli çentik gibi DNA hasarının baz eksizyon onarımının, S. pombe ve C. elegans'ta mayotik çapraz geçiş rekombinasyonunu başlatmak için yeterli olduğu öne sürülmüştür .
Olarak , S. pombe , mutant bir hatalı spo11 homologu Rec12 rekombinasyonda eksiktir. Bununla birlikte, rekombinasyon, Okazaki fragman işlemesinde yer alan bir endonükleazı kodlayan bir gen olan rad2'deki bir silme ile normale yakın seviyelere geri yüklenebilir (Farah ve diğerleri, 2005). Hem çapraz hem de çapraz olmayan rekombinasyon arttı, ancak çift sarmal kopmaları saptanamadı. Rad2 delesyonunun biyokimyasal özelliklerine dayanarak, mayotik rekombinasyonun, Okasaki fragman işleme yetersiz olduğunda premeiotik DNA replikasyonu sırasında biriken çentikler ve boşluklar gibi çift zincir kırıkları dışındaki DNA lezyonları tarafından başlatılabileceği öne sürülmüştür.
Yukarıdaki bulgular, çeşitli kaynaklardan kaynaklanan DNA hasarlarının mayotik rekombinasyon ile tamir edilebileceğini ve böyle bir sürecin SPO11'den bağımsız olarak gerçekleşebileceğini göstermektedir.
Bazı cinsel türlerde yokluk
Sosyal amip cinsi Dictyostelium , Polysphondylium ve Acytostelium'un en son ortak atası , Spo11 geninden yoksun görünmektedir . Böyle bir ata muhtemelen birkaç yüz milyon yıl önce yaşadı. Dictyostelium discoideum ve Polysphondylium pallidum'un her ikisi de mayotik eşeyli üreme yeteneğine sahiptir (bkz. D. discoideum eşeyli üreme ve P. pallidum eşeyli üreme ). Bloomfield, topraktaki hareketsiz hücrelerin, kendiliğinden DNA hasarını indükleyebilecek kuruma veya radyasyon gibi birçok stres türüne maruz kalabileceğini tahmin etti . Bu tür bir hasar, mayoz bölünme sırasında rekombinasyonun başlatılması için Spo11 tarafından çift sarmal kırılmalarının uyarılmasını gereksiz kılar ve böylece bu grupta yokluğunu açıklar.