D-løkke

Skjematisk fremstilling av en D-sløyfe; den doble helixen til DNA er bare delvis vist.

En D-sløyfe (synonym deplacement loop of Engl. Displacement loop ) er en form for sekundære strukturer av DNA . Det forekommer midlertidig i DNA-reparasjon , telomerer, og i DNA-replikering av mtDNA .

kjennetegn

D-Loop består av et dobbeltstrenget DNA og et enkeltstrenget DNA med en sekvens som er komplementær til en av de to DNA-strengene. Som et resultat av inkorporeringen av den tredje strengen, blir en av de to DNA-strengene forskjøvet i seksjoner.

DNA-reparasjon

I en form for DNA-reparasjon, reparasjon gjennom homolog rekombinasjon , danner D-Loop en overgangstilstand. I bakterier genereres en D-sløyfe av RecA , som deretter blir delt i en enkelt streng av en resolvase . Hos pattedyr er proteinene RPA (et enkeltstrengsbindende protein ) og Rad52 , som igjen binder Rad51 , involvert i dannelsen av D-sløyfen.

Telomerer

Under replikeringen av telomerer dannes en lassolignende struktur i enden, som kalles en T-sløyfe og inneholder en D-sløyfe. T-sløyfen beskytter endene på telomerer fra nedbrytning ved eksonukleaser . I T-løkken kommer den tredje strengen fra et 3'-overheng på enden av dobbeltstrenget DNA (dsDNA), som skyver oppstrøms mellom dobbeltstrengen og danner dermed lassoformen. Shelterin binder seg til telomerene .

mtDNA

I mitokondrie- DNA ( mtDNA ) er D-sløyfen ca. 660  bp (basepar) nedstrøms rett etter L-streng-promoteren (ca. 440 bp). D-sløyfen er i mtDNA-kontrollregionen . L-streng-promoteren og D-sløyfen danner en region for replikasjonsopprinnelsen til mtDNA, som kalles hovedkontrollregionen og er ca. 1100 basepar. D-sløyfen er her permanent fra dsDNA med en DNA-utvidet RNA - Primer ( 7 S DNA dannet).

applikasjoner

Innenfor hovedkontrollregionen til mtDNA er det to hypervariabler regioner som kan bestemmes i løpet av å skape et fylogenetisk tre ved DNA-sekvensering av D-sløyfen. I hypervariable regioner er mutasjonshastigheten rundt 200 til 400 ganger høyere enn med DNA fra cellekjernen . I tillegg til sekvensering av Y-kromosomer , er sekvenseringen av D-sløyfen en av de mest brukte metodene for å bestemme graden av forholdet hos mennesker.

Noen mutasjoner i den hypervariable regionen er assosiert med forskjellige svulster , inkludert livmorhalskreft , brystkreft , magekreft , tykktarmskreft , leverkreft , lungekreft og nyrekreft . Mutasjonene T16126C, T16224C og T16311C i den første hypervariable regionen er negative prognostiske faktorer for akutt lymfoblastisk leukemi hos barn. T16189C-mutasjonen er assosiert med koronarsykdom hos noen sentraleuropeere.

historie

D-Loop ble først beskrevet i 1971 av H. Kasamatsu og kolleger.

Individuelle bevis

  1. ↑ Katharina Munk: Pocket textbook Biology: Genetics. Georg Thieme Verlag, 2010, ISBN 978-3-131-68621-3 ( begrenset forhåndsvisning i Googles boksøk ).
  2. ↑ D. Kidane, S. Ayora, JB Sweasy, PL Graumanns, JC Alonso: Celle pol: området av krysstale mellom DNA opptak og genetisk rekombinasjon maskineri. I: Kritiske anmeldelser i biokjemi og molekylærbiologi. Volum 47, nummer 6, 2012 nov-des, s. 531-555, doi : 10.3109 / 10409238.2012.729562 , PMID 23046409 , PMC 3490228 (fri fulltekst).
  3. ↑ T. Shibata, T. Nishinaka, T. Mikawa, H. Aihara, H. Kurumizaka, S. Yokoyama, Y. Ito: Homolog genetisk rekombinasjon som en iboende dynamisk egenskap av en DNA-strukturen indusert av RecA / Rad51-familieproteiner en mulig fordel med DNA fremfor RNA som genomisk materiale. I: Proceedings of the National Academy of Sciences . Volum 98, nummer 15, juli 2001, s. 8425-8432, doi : 10.1073 / pnas.111005198 , PMID 11459985 , PMC 37453 (fri fulltekst).
  4. ^ KA Bernstein, S. Gangloff, R. Rothstein: RecQ DNA-helikasene i DNA-reparasjon. I: Årlig gjennomgang av genetikk. Volum 44, 2010, s. 393-417, doi : 10.1146 / annurev-genet-102209-163602 , PMID 21047263 , PMC 4038414 (fri fulltekst).
  5. D JD Griffith, L. Comeau, S. Rosenfield, RM Stansel, A. Bianchi, H. Moss, T. de Lange: Mammalian telomerer slutter i en stor dupleksløkke. I: Cell. Volum 97, nummer 4, mai 1999, s. 503-514, PMID 10338214 .
  6. ^ CW Greider: Telomerer gjør D-loop-T-loop. I: Cell. Volum 97, nummer 4, mai 1999, s. 419-422, PMID 10338204 .
  7. ↑ Lalit M. Srivastava: Plantevekst og utvikling. Academic Press, 2002, ISBN 978-0-080-51403-1 , s. 87.
  8. ↑ Thomas D. Pollard: Cellbiologi E-bok. Elsevier Health Sciences, 2016, ISBN 978-0-323-40002-2 , s.120 .
  9. ↑ a b c Rolf Knippers: Molecular Genetics. Georg Thieme Verlag, 2006, ISBN 978-3-134-77009-4 , s. 460 ( begrenset forhåndsvisning i Google- boksøk ).
  10. ↑ DD Chang, DA Clayton: Priming av human mitokondriell DNA-replikasjon skjer ved lysstrengspromotoren. I: Proceedings of the National Academy of Sciences . Volum 82, nummer 2, januar 1985, s. 351-355, PMID 2982153 , PMC 397036 (fri fulltekst).
  11. ^ Roberto Scatena: Fremskritt innen mitokondriell medisin. Springer Science & Business Media, 2012, ISBN 978-9-400-72869-1 , s. 42 ( begrenset forhåndsvisning i Google- boksøk ).
  12. ↑ TJ Nicholls, M. Minczuk: In D-løkke: 40 år mitokondriell 7S-DNA. I: Eksperimentell gerontologi . Volum 56, august 2014, s. 175-181, doi : 10.1016 / j.exger.2014.03.027 , PMID 24709344 .
  13. ↑ A. Larizza, G. Pesole, A. Reyes, E. SBISA, C. Saccone: -opprinnelse spesifisitet av de evolusjonære dynamikken i mtDNA D-løkke-regionen hos gnagere. I: Journal of molecular evolution. Volum 54, nummer 2, februar 2002, s. 145-155, doi : 10.1007 / s00239-001-0063-4 , PMID 11821908 .
  14. ↑ a b c d H. Li, D. Liu, J. Lu, Y. Bai: Fysiologi og patofysiologi av mitokondrie-DNA. I: Fremskritt innen eksperimentell medisin og biologi . Volum 942, 2012, s. 39-51, doi : 10.1007 / 978-94-007-2869-1_2 , PMID 22399417 , PMC 4706180 (fri fulltekst).
  15. ^ S. Kundu, SK Ghosh: Trend av forskjellige molekylære markører de siste tiårene for å studere menneskelige migrasjoner. I: Gener. Volum 556, nummer 2, februar 2015, s. 81-90, doi : 10.1016 / j.gene.2014.12.023 , PMID 25510397 .
  16. Kas H. Kasamatsu, DL Robberson, J. Vinograd: Et nytt lukket sirkulært mitokondrie-DNA med egenskaper til et replikerende mellomprodukt. I: Proceedings of the National Academy of Sciences . Volum 68, nummer 9, september 1971, s. 2252-2257, PMID 5289384 , PMC 389395 (fri fulltekst).