المرجع الالكتروني للمعلوماتية
المرجع الألكتروني للمعلوماتية

علم الاحياء
عدد المواضيع في هذا القسم 10456 موضوعاً
النبات
الحيوان
الأحياء المجهرية
علم الأمراض
التقانة الإحيائية
التقنية الحياتية النانوية
علم الأجنة
الأحياء الجزيئي
علم وظائف الأعضاء
المضادات الحيوية

Untitled Document
أبحث عن شيء أخر
زكاة الغنم
2024-11-05
زكاة الغلات
2024-11-05
تربية أنواع ماشية اللحم
2024-11-05
زكاة الذهب والفضة
2024-11-05
ماشية اللحم في الولايات المتحدة الأمريكية
2024-11-05
أوجه الاستعانة بالخبير
2024-11-05

تمييز الوصية بالأعيان عن الوقف
2023-05-21
معيار الصداقة وحدودها
18-4-2016
الآخرة لعباد الله الصالحين
23-11-2021
إبن السبيل- في الزكاة والخمس
22-9-2016
 Molecular shape and the VSEPR model Valence-shell electron-pair repulsion theory
7-7-2016
Francesco Siacci
8-12-2016

Holliday Junctions Must Be Resolved  
  
2546   10:23 صباحاً   date: 16-4-2021
Author : JOCELYN E. KREBS, ELLIOTT S. GOLDSTEIN and STEPHEN T. KILPATRICK
Book or Source : LEWIN’S GENES XII
Page and Part :

Holliday Junctions Must Be Resolved


KEY CONCEPTS
- The bacterial Ruv complex acts on recombinant junctions.
- RuvA recognizes the structure of the junction.
- RuvB is a helicase that catalyzes branch migration.
- RuvC cleaves junctions to generate recombination intermediates.

- Resolution in eukaryotes is less well understood, but a number of meiotic and mitotic proteins are implicated.
One of the most critical steps in recombination is the resolution of the Holliday junction, which determines whether there is a reciprocal recombination or a reversal of the structure that leaves only a short stretch of hybrid DNA . Branch migration from the exchange site  determines the length of the region of hybrid DNA (with or without recombination).
The proteins involved in stabilizing and resolving Holliday junctions have been identified as the products of the ruv genes in E. coli. RuvA and RuvB increase the formation of heteroduplex structures. RuvA recognizes the structure of the Holliday junction. RuvA binds to all four strands of DNA at the crossover point and forms two tetramers that sandwich the DNA. RuvB is a hexameric helicase with an ATPase activity that provides the motor for branch migration. Hexameric rings of RuvB bind around each duplex of DNA upstream of the crossover point. A diagram of the complex is shown in FIGURE 1.


FIGURE 1. RuvAB is an asymmetric complex that promotes branch migration of a Holliday junction.
The RuvAB complex can cause the branch to migrate as fast as 10 to 20 bp per second. A similar activity is provided by another helicase, RecG. RuvAB displaces RecA from DNA during its action. The RuvAB and RecG activities both can act on Holliday junctions, but if both are mutant, E. coli is completely defective in recombination activity.
The third gene, ruvC, encodes an endonuclease that specifically recognizes Holliday junctions. It can cleave the junctions in vitro to resolve recombination intermediates. A common tetranucleotide sequence provides a hotspot for RuvC to resolve the Holliday junction. The tetranucleotide (ATTG) is asymmetric, and thus may direct resolution with regard to which pair of strands is nicked. This determines whether the outcome is patch recombinant formation (no overall recombination) or splice recombinant formation (recombination between flanking markers). Crystal structures of RuvC and other junction-resolving enzymes show that there is little structural similarity among the group, in spite of their common function.
We may now account for the stages of recombination in E. coli in terms of individual proteins. FIGURE 2. shows the events that are involved in using recombination to repair a gap in one duplex by retrieving material from the other duplex. The major caveat in applying these conclusions to recombination in eukaryotes is that bacterial recombination generally involves interaction between a fragment of DNA and a whole chromosome. It occurs as a repair reaction that is stimulated by damage to DNA, but this is not entirely equivalent to recombination between genomes at meiosis. Nonetheless, similar molecular activities are involved in manipulating DNA.


FIGURE 2. Bacterial enzymes can catalyze all stages of recombination in the repair pathway following the production of suitable substrate DNA molecules.
All of this suggests that recombination uses a “resolvasome” complex that includes enzymes catalyzing branch migration as well as junction-resolving activity. It is possible that mammalian cells contain a similar complex.
Although resolution in eukaryotic cells is less well understood, a number of proteins have been implicated in mitotic and meiotic resolution. S. cerevisiae strains that contain mus81 mutations are defective in recombination. Mus81 is a component of an endonuclease that resolves Holliday junctions into duplex structures. The resolvase is important both in meiosis and for restarting stalled replication forks . Other proteins known to be involved in the resolution process are described in the broader context of eukaryotic homologous recombination factors in the following section.




علم الأحياء المجهرية هو العلم الذي يختص بدراسة الأحياء الدقيقة من حيث الحجم والتي لا يمكن مشاهدتها بالعين المجرَّدة. اذ يتعامل مع الأشكال المجهرية من حيث طرق تكاثرها، ووظائف أجزائها ومكوناتها المختلفة، دورها في الطبيعة، والعلاقة المفيدة أو الضارة مع الكائنات الحية - ومنها الإنسان بشكل خاص - كما يدرس استعمالات هذه الكائنات في الصناعة والعلم. وتنقسم هذه الكائنات الدقيقة إلى: بكتيريا وفيروسات وفطريات وطفيليات.



يقوم علم الأحياء الجزيئي بدراسة الأحياء على المستوى الجزيئي، لذلك فهو يتداخل مع كلا من علم الأحياء والكيمياء وبشكل خاص مع علم الكيمياء الحيوية وعلم الوراثة في عدة مناطق وتخصصات. يهتم علم الاحياء الجزيئي بدراسة مختلف العلاقات المتبادلة بين كافة الأنظمة الخلوية وبخاصة العلاقات بين الدنا (DNA) والرنا (RNA) وعملية تصنيع البروتينات إضافة إلى آليات تنظيم هذه العملية وكافة العمليات الحيوية.



علم الوراثة هو أحد فروع علوم الحياة الحديثة الذي يبحث في أسباب التشابه والاختلاف في صفات الأجيال المتعاقبة من الأفراد التي ترتبط فيما بينها بصلة عضوية معينة كما يبحث فيما يؤدي اليه تلك الأسباب من نتائج مع إعطاء تفسير للمسببات ونتائجها. وعلى هذا الأساس فإن دراسة هذا العلم تتطلب الماماً واسعاً وقاعدة راسخة عميقة في شتى مجالات علوم الحياة كعلم الخلية وعلم الهيأة وعلم الأجنة وعلم البيئة والتصنيف والزراعة والطب وعلم البكتريا.