اخبار و اعلانات

 آمار

تعداد نشریات286
تعداد نشریات سازمان84
تعداد شماره‌ها2,872
تعداد مقالات32,549
تعداد مشاهده مقاله42,414,544
تعداد دریافت فایل اصل مقاله19,190,677
Mansoubi, Sahar, Mohsenpour, Mohaddeseh. (1403). Comparison of telomere structure in eukaryotes. سامانه مدیریت نشریات علمی, 79(6), 1365-1374. doi: 10.32592/ARI.2024.79.6.1365
Sahar Mansoubi; Mohaddeseh Mohsenpour. "Comparison of telomere structure in eukaryotes". سامانه مدیریت نشریات علمی, 79, 6, 1403, 1365-1374. doi: 10.32592/ARI.2024.79.6.1365
Mansoubi, Sahar, Mohsenpour, Mohaddeseh. (1403). 'Comparison of telomere structure in eukaryotes', سامانه مدیریت نشریات علمی, 79(6), pp. 1365-1374. doi: 10.32592/ARI.2024.79.6.1365
Mansoubi, Sahar, Mohsenpour, Mohaddeseh. Comparison of telomere structure in eukaryotes. سامانه مدیریت نشریات علمی, 1403; 79(6): 1365-1374. doi: 10.32592/ARI.2024.79.6.1365

Comparison of telomere structure in eukaryotes

Archives of Razi Institute
دوره 79، شماره 6، بهمن و اسفند 2024، صفحه 1365-1374    اصل مقاله (778.11 K)
نوع مقاله: Review Article
شناسه دیجیتال (DOI): 10.32592/ARI.2024.79.6.1365
نویسندگان
Sahar Mansoubi* 1؛ Mohaddeseh Mohsenpour2
1Biology Department, Islamic Azad University North Tehran Branch
2Department of Microbiology, Faculty of Biological Sciences, North Tehran Branch, Islamic Azad University, Tehran, Iran
چکیده
Telomeres are DNA-protein complexes located at eukaryotic chromosome ends. Broken chromosome ends fuse to each other; therefore, the role of telomeres is to prevent chromosome end fusion. This particular function of telomeres differentiates normal chromosome ends from double stranded breaks in DNA. Telomeres contain tandemly arrayed, short, repeated sequence. Depending on the organism, the repeated sequence is variable between about 20 and 1000 repeat. There is a G-rich strand which is replicated by lagging strand synthesis creating a 3’ overhang, and also a complementary, C-rich strand, which is replicated by leading strand synthesis. In this study, we aim to compare the structure of telomere in Saccharomyces cerevisiae, Saccharomyces pombe and mammals. In Saccharomyces cerevisiae telomeres, Rap1 binds the double-stranded telomeric sequences and also binds Rif1 and Rif2 which regulate telomere length. Cdc13 and the Cdc13-interacting factors Ten1 and Stn1 bind to the single strand overhang. In Saccharomyces Pombe telomeres, Taz1 binds the dsDNA and also Rap1 and Rif1 bind to the ds region via Taz1. Pot1 interacts with Tpz1 and binds to the 3′ overhang. Poz1 connects the dsDNA binding complex Taz1/Rap1 to the ssDNA binding complex Pot1/Tpz1. Ccq1 also interacts with Tpz1, recruits telomerase. Stn1/Ten1 complex binds to single strand telomere. In mammalian telomeres, the shelterin complex bind double stranded-telomeric DNA consists of six subunits: TRF1 and TRF2 which bind directly the double-stranded telomeric DNA. TPP1 and POT1 bind single-stranded DNA.TIN2 connects the dsDNA binding complex TRF1/TRF2 to the ssDNA binding complex POT1/TPP1. Rap1 binds the telomere by interacting with TRF1 and TRF2. Furthermore, in this study the regulation and comparison of Shelterin will be discussed. Also, when double-strand DNA is broken in mammals, DNA damage response pathways has to be activated. Thereby explaining which repair pathways is used. We finally discuss the T-Loop structure as telomeres in several species have been shown to fold back in a structure called t-loop which is believed to mediate telomere protection.
کلیدواژه‌ها
Telomere؛ Shelterin؛ T-Loop structure
عنوان مقاله [English]
مقایسه ساختمان تلومر در یوکاریوت ها
چکیده [English]
تلومرها مجموعه‌ ای از پروتئین-DNA هستند که در انتهای کروموزوم‌های یوکاریوتی قرار دارند. انتهای شکسته کروموزوم‌ها به هم می‌چسبند؛ بنابراین، نقش تلومرها جلوگیری از چسبیدن انتهای کروموزوم‌ها به یکدیگر است. این عملکرد خاص تلومرها، انتهای طبیعی کروموزوم‌ها را از شکستگی‌های دو رشته‌ای در DNA متمایز می‌کند. تلومرها دارای توالی‌های کوتاه و تکراری هستند که به صورت متوالی قرار گرفته‌اند. بسته به نوع موجود، تعداد این توالی‌های تکراری بین حدود 20 تا 1000 بار متغیر است. رشته‌ای غنی از G وجود دارد که توسط سنتز رشته پیرو تکثیر شده و یک انتهای '3 ایجاد می‌کند، و همچنین یک رشته مکمل غنی از C که توسط سنتز رشته پیشرو تکثیر می‌شود. در این مطالعه، ما قصد داریم ساختار تلومر در Saccharomyces cerevisiae، Saccharomyces pombe و پستانداران را مقایسه کنیم. در تلومرهای Saccharomyces cerevisiae، پروتئین Rap1 به توالی‌های دو رشته‌ای تلومری متصل شده و همچنین به Rif1 و Rif2 که طول تلومر را تنظیم می‌کنند، متصل می‌شود. Cdc13 و عوامل مرتبط با Cdc13، یعنی Ten1 وStn1، به انتهای تک رشته‌ای متصل می‌شوند. در تلومرهای Saccharomyces pombe، پروتئین Taz1 به DNA دو رشته‌ای متصل شده و همچنین پروتئین‌های Rap1 و Rif1 از طریق Taz1 به ناحیه دو رشته‌ای متصل می شوند. Pot1با Tpz1 تعامل کرده و به انتهای '3 متصل می‌شود. Poz1 مجموعه‌های متصل به DNA دو رشته‌ای Taz1/Rap1را به مجموعه‌های متصل به DNA تک رشته‌ای Pot1/Tpz1 متصل می‌کند. Ccq1 نیز با Tpz1 تعامل کرده و تلومراز را جذب می‌کند. مجموعه Stn1/Ten1 به تلومر تک رشته‌ای متصل می‌شود. در تلومرهای پستانداران، مجموعه Shelterin که به DNA دو رشته‌ای تلومری متصل می‌شود، شامل شش زیرواحد است TRF1 و TRF2 که به طور مستقیم به DNA دو رشته‌ای تلومری متصل می‌شوند. TPP1 و POT1 به DNA تک رشته‌ای متصل می‌شوند. TIN2 مجموعه‌های متصل به DNA دو رشته‌ای TRF1/TRF2 را به مجموعه‌های متصل به DNA تک رشته‌ای POT1/TPP1 متصل می‌کند. پروتئین Rap1 از طریق تعامل با TRF1 و TRF2 به تلومر متصل می‌شود. علاوه بر این، در این مطالعه، تنظیم و مقایسه مجموعه Shelterin مورد بحث قرار خواهد گرفت. همچنین، هنگامی که DNA دو رشته‌ای در پستانداران شکسته می‌شود، مسیرهای پاسخ به آسیب DNA باید فعال شوند، بنابراین توضیح داده می‌شود که کدام مسیرهای ترمیم استفاده می‌شوند. در نهایت، ساختار T-Loop را مورد بحث قرار می‌دهیم، زیرا نشان داده شده است که تلومرها در چندین گونه به ساختاری به نام T-loop باز می‌گردند که احتمالاً در محافظت از تلومر نقش دارد.
کلیدواژه‌ها [English]
تلومر, شلترین, ساختار تی-لوپ
مراجع
  1. AMIARD, S., & DOUDEAU, M., et al. 2007. A topological mechanism for TRF2-enhanced strand invasion. Nature Structural &Molecular Biology. 14: 147-154.
  2. ANBALAGAN, S., BONETTI, D., LUCCHINI, G., LONGHESE, M.P. 2011.Rif1 Supports the Function of the CST Complex in Yeast Telomere Capping. PLoS Genet 7(3).
  3. BAUMANN, P., & CECH, TR. 2001. Pot1, the Putative Telomere End-Binding Protein in Fission Yeast and Humans. Science. 292: 1171-1175.
  4. BAUMANN, P., PODELL, E., & CECH, T. R. 2002. Human Pot1 (Protection of Telomeres) Protein: Cytolocalization, Gene structure, and Alternative Splicing. Mol Cell Biol. 22(22): 8079-8087.
  5. BIANCHI, A., & SHORE, D. 2008. How telomerase reaches its end: mechanism of telomerase regulation by the telomeric complex. Mol. Cell. 31: 153-165.
  6. BLACKBURN, E. H., & SZOSTAK, J. W. 1984. The Molecular Structure of Centromeres and Telomeres. Rev. Biochem. 53: 163-94
  7. BUNCH, J., BAE, N., LEONARDI, J., & BAUMANN, P. 2005. Distinct requirements for Pot1 in Limiting Telomere Length and Maintaining Chromosome Stability. Molecular and Cellular biology.25 (13). 5567-5578.
  8. CHAN, S, R, W, L., & BLACKBURN, E. 2004. Telomeres and telomerase. Philos Trans R Soc Lond B Biol Sci. 359 (1414), 109-121.
  9. COLLINS, K. 2006. The Biogenesis and regulation of telomerase holoenzymes. Nat Rev Mol Cell Biol. 7(7): 484-494.
  10. COOPER, J. P., NIMMO, E. R., ALLSHIRE, R. C., & CECH, T. R. 1997. Regulation of telomere length and function by a Myb-domain protein in fission yeast. Nature. 385: 744-747.
  11. DE LANGE, T. 2004. T-loops and the origin of telomeres. Nature Reviews Molecular Cell Biology. 5, 323-329.
  12. DE LANGE, T. 2005. Shelterin: the protein complex that shapes and safeguards human telomeres. Genes Dev. 19: 2100-2110.
  13. DE LANGE, T. 2009. How Telomeres Solve the End-Protection Problem. Science. 326 (5955), 948-952.
  14. DEHE, P.M.,& COOPER, J. P. 2010. Fission yeast telomeres forecast the end of the crisis. FEBS Letters. 584 (17), 3725-3733.
  15. DENCHI, E. L., & DE LANGE, T. 2007. Protection of telomeres through independent control of ATM and ATR by TRF2 and POT1. Nature. 448: 1068-1071
  16. FERREIRA, M.G., MILLER, KM., & COOPER, JP. 2004. Indecent exposure: when telomeres become uncapped. Mol Cell. 13: 7-18.
  17. GARG,, GURUNG, R., MANSOUBI, S., AHMED, J., DAVE, A., Watts, F & BIANCHI, A. Tpz1 TPP1 SUMOylation reveals evolutionary conservation of SUMO-dependent Stn1 telomere association. EMBO Reports. 15, 871-877.
  18. GIRAUD-PANIS, M. J., TEIXEIRA, M.T., GELI, V. & GILSON, E. 2010.CST meets shelterin to keep telomeres in check. Cell. 39: 665-676.
  19. GREIDER, C. W. 1996. Telomere Length Regulation. Anna Rev Biochem.65:337-65
  20. GRIFFITH, JD. COMEAU, L., ROSENFIELD, S., STANSEL, RM., BIANCHI, A., MOSS, H., & DE LANGE, T. 1999. Mammalian telomeres end in a large duplex loop. Cell. 97: 503-514.
  21. HIRANO, Y., FUKUNAGA, K., & SUGIMOTO, K. 2009. Rif1 and rif2 inhibit localization of tel1 to DNA ends. Mol Cell. 33: 312–322.
  22. KARLSEDER, J., BROCCOLI, D., DAI, Y., HARDY, S., & DE LANGE, T. 1999.P53- and ATM-Dependent Apoptosis Induced by Telomeres Lacking TRF2. Science. 283. 1321-1325.
  23. KELLEHER, C., KURTH, I., & LINGNER, J. 2005. Human protection of telomeres 1 (Pot1) is a negative regulator of telomerase activity in vitro. Mol Cell Biol. 25(2): 808-18.
  24. KONISHI, A., & DE LANGE, T. 2008. Cell cycle control of telomere protection and NHEJ revealed by a ts mutation in the DNA-binding domain of TRF2. Genes Dev. 22(9): 1221-30.
  25. KREBS, J., GOLDSTEIN, E., & KILPATRICK, S. 2011. Lewin’s Genes X. 10th USA: Jones and Bartlett Publishers, LLC.
  26. LATRICK, C.M., & CECH, T. R. 2010. POT1-TPP1 enhances telomerase processivity by slowing primer dissociation and aiding translocation. EMBO J. 29(5). 924-933.
  27. LEVY, M., ALLSOPP, R., FUTCHER, A., GREIDER, C., & HARLEY, C.1992. Telomere End-replication Problem and Cell Aging. J. Mol. Biol. 225, 951-960.
  28. LEONARDI, J., BOX, J. A., BUNCH, J. T., & BAUMANN, P. 2008. TER1, the RNA subunit of fission yeast telomerase. Nat Struct Mol Biol. 15(1): 26-33.
  29. LI, S., MAKOVETS, S., MATSUGUCHI, T., BLETHROW, J.D., SHOKAT, K.M., BLACKBURN, E.H. 2009. Cdk1-dependent phosphorylation ofCdc13 coordinates telomere elongation during cell-cycle progression. Cell. 136: 50–61.
  30. LIU, D., SAFARI, A., O’CONNOR, MS., CHAN, D.W., LAEGELER, A., QIN, J., & SONGYANG, Z. 2004. PTOP interacts with POT1 and regulates its localization to telomeres. Nat Cell Biol. 6(7): 673-80.
  31. MARTIN, V., DU, L., ROZENZHAK, S., & RUSSELL, P. 2007. Protection of telomeres by a conserved Stn1-Ten1 complex. 104 (35).14038-14043.
  32. MCCLINTOCK, B. 1942. The fusion of broken ends of chromosomes following nuclear fusion. Natl Acad. Sci. USA.28, 458–463.
  33. MILLER, K.M., ROG, O., & COOPER, J.P. 2006. Semi-conservative DNA replication through telomeres requires Taz1. Nature. 440: 824-828.
  34. NAASANI, I. 2004. Telomerase inhibitors: forcing the end to put an end. Drug News 13 (7), 389-94.
  35. PALM, W., &DE LANGE, T. 2008. How Shelterin Protects Mammalian Telomeres. Annual review of genetics. 42, 301-34
  36. RAY, A., & RUNGE, K. W. 2001. Yeast telomerase appears to frequently copy the entire template in vivo. Nucleic Acids Research. 29 (11), 2382-2394.
  37. ROG, O., & COOPER, J. 2008. Telomeres in Drag: dressing as DNA damage to engage telomerase. Current Opinion in Genetics & Development. 18, 212-220.
  38. SHORE, D., & BIANCHI, A. 2009. Telomere length regulation: coupling DNA end processing to feedback regulation of telomerase. The EMBO Journal. 28, 2309-2322.
  39. SMOGORZEWSKA, A., &DE LANGE, T. 2004. Regulation of Telomerase by Telomeric Proteins. Annu Rev Biochem. 73: 177-208.
  40. STRACHAN, T., & READ, A. 2011. Human Molecular Genetics. 4th New York: Garland Science, Taylor & Francis Group, LLC.
  41. SULLIVAN, R., KARISEDER, J. 2010. Telomeres: protecting chromosomes against genome instability. Nature reviews Molecular Cell Biology. 11. 171-181.
  42. WOTTON, D., & SHORE, D. 1997. A novel Rap1p-interacting factor, Rif2p, cooperates with Rif1p to regulate telomere length in Saccharomyces cerevisiae. Genes Dev 11: 748–760.
  43. WRIGHT, W., TESMER, V., HUFFMAN, K., LEVENE, S., & SHAY, J. 1997. Normal human chromosomes have long G-rich telomeric overhangs at one end. Genes & Dev. 1997. 11: 2801-2809.
  44. WU, L., & MULTANI, A. S. et al. 2006. Pot1 deficiency initiates DNA damage checkpoint activation and aberrant homologous recombination at telomeres. 126: 49-62.
آمار
تعداد مشاهده مقاله: 68
تعداد دریافت فایل اصل مقاله: 49


counter
سامانه مدیریت نشریات علمی. طراحی و پیاده سازی از سیناوب