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
الرياح في الوطن العربي
2024-11-02
الرطوبة النسبية في الوطن العربي
2024-11-02
الجبال الالتوائية الحديثة
2024-11-02
الامطار في الوطن العربي
2024-11-02
الاقليم المناخي الموسمي
2024-11-02
اقليم المناخ المتوسطي (مناخ البحر المتوسط)
2024-11-02


Recombination Is an Important Mechanism to Recover from Replication Errors  
  
1469   11:40 صباحاً   date: 20-4-2021
Author : JOCELYN E. KREBS, ELLIOTT S. GOLDSTEIN and STEPHEN T. KILPATRICK
Book or Source : LEWIN’S GENES XII
Page and Part :

Recombination Is an Important Mechanism to Recover from Replication Errors


KEY CONCEPTS
- A replication fork may stall when it encounters a damaged site or a nick in DNA.
- A stalled fork may reverse by pairing between the two newly synthesized strands.
- A stalled fork may restart after repairing the damage and use a helicase to move the fork forward.
- The structure of the stalled fork is the same as a Holliday junction and may be converted to a duplex and doublestrand break by resolvases.

In many cases, rather than skipping a DNA lesion, DNA polymerase instead stops replicating when it encounters DNA damage. FIGURE 1. shows one possible outcome when a replication fork stalls. The fork stops moving forward when it encounters the damage.
The replication apparatus disassembles, at least partially. This allows branch migration to occur, when the fork effectively moves backward, and the new daughter strands pair to form a duplex structure. After the damage has been repaired, a helicase rolls the fork forward to restore its structure. Then the replication apparatus can reassemble, and replication is restarted .


FIGURE 1. A replication fork stalls when it reaches a damaged site in DNA. Reversing the fork allows the two daughter strands to pair. After the damage has been repaired, the fork is restored by forward-branch migration catalyzed by a helicase. Arrowheads indicate 3’ ends.
The pathway for handling a stalled replication fork requires repair enzymes, and restarting stalled replication forks is thought to be a major role of the recombination-repair systems. In E. coli, the RecA and RecBC systems have an important role in this reaction (in fact, this may be their major function in the bacterium). One possible pathway is for RecA to stabilize single-stranded DNA by binding to it at the stalled replication fork and possibly acting as the sensor that detects the stalling event. RecBC is involved in excision repair of the damage. After the damage has been repaired, replication can resume.
Another pathway may use recombination-repair—possibly the strand-exchange reactions of RecA. FIGURE 2. shows that the structure of the stalled fork is essentially the same as a Holliday junction created by recombination between two duplex DNAs . This makes it a target for resolvases. A DSB is generated if a resolvase cleaves either pair of complementary strands. In addition, if the damage is in fact a nick, another DSB is created at this site.


FIGURE 2. The structure of a stalled replication fork resembles a Holliday junction and can be resolved in the same way by resolvases. The results depend on whether the site of damage contains a nick. Result 1 shows that a double-strand break is generated by cutting a pair of strands at the junction. Result 2 shows that a second double-strand break is generated at the site of damage if it contains a nick. Arrowheads indicate 3’ ends.
Stalled replication forks can be rescued by recombination-repair events. Although the exact sequence of events is not yet known, one possible scenario is outlined in FIGURE 3. The principle is that a recombination event occurs on either side of the damaged site, allowing an undamaged single strand to pair with the damaged strand. This allows the replication fork to be reconstructed so that replication can continue, effectively bypassing the damaged site.

FIGURE 3. When a replication fork stalls, recombination-repair can place an undamaged strand opposite the damaged site. This allows replication to continue.




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.