Repair of strand breaks by homologous recombination

doi:10.1101/cshperspect.a012740

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.2013年11月1日；5（11）：a012740。

doi:10.1101/cshperspect.a012740。

同源重组修复链断裂

玛丽亚·贾辛¹, 罗德尼·罗斯斯坦

附属公司

PMID： 24097900
预防性维修识别码：项目经理3809576
DOI（操作界面）： 10.1101/cshperspect.a012740

审查

通过同源重组修复链断裂

玛丽亚·贾辛等。冷泉Harb Perspect生物. 2013.

.2013年11月1日；5（11）：a012740。

doi:10.10101/cshperspect.a012740。

作者

玛丽亚·贾辛¹, 罗德尼·罗斯斯坦

隶属关系

¹发育生物学项目，纽约州纽约市斯隆-凯特琳纪念癌症中心，邮编：10065。

PMID： 24097900
预防性维修识别码：项目经理3809576
DOI（操作界面）： 10.1101/cshperspect.a012740

摘要

在这篇综述中，我们讨论了使用同源DNA序列（即同源重组[HR]）修复DNA双链断裂（DSB），主要针对酵母和哺乳动物。我们为HR的当前视图提供了历史背景，并描述了在HR期间如何处理DSB以及与其他DSB修复路径的交互。我们讨论了该过程的酶学，然后研究了活细胞中DSB的修复。只要有可能，我们都会引用原创文章和评论，以帮助读者进行进一步的研究。

PubMed免责声明

数字

**图1。**
HR活动。(A类)由质粒中的DSB或缝隙（闪电）启动的质粒-染色体HR。黑色条表示染色体和质粒之间的同源性。在这种情况下，染色体序列被用作供体模板来修复受体质粒中的缺口。交叉（COs）导致质粒整合和直接重复的形成（用箭头表示）。如果质粒包含复制来源，也会检测到非交叉（NCO）。(B)直接重复序列之间的重组经常用于测定HR。每个重复序列中存在不同的突变（X）。HR与一个突变的基因转换相关，导致恢复一个完整的重复序列（实心黑条），这是野生型。NCO保持直接重复结构，而CO导致质粒“弹出”事件。虽然真实的HR事件（即涉及基因转换的事件）保持了两个重复，但SSA（有关详细信息，请参见图2）导致一个重复和重复之间的片段缺失。(C类)DSB诱导的基因靶向。由于哺乳动物细胞中质粒的非同源整合非常有效，因此在染色体中创建特定位点的DSB可用于诱导HR。出于基因组修改（*）的目的，此DSB的修复可以来自传入的质粒供体序列，该序列可以是圆形（如图所示）或线性（如图未示）。

**图2。**
人力资源只是修复DSB的一种途径，可以与其他途径合作并与之竞争以修复DSB。DSB修复途径选择的一个早期决定因素是DNA末端切除——DNA末端的加工以生成3′单链，这是HR所必需的，但抑制了典型的NHEJ，其中DNA末端在连接之前受到最小加工的保护。HR的定义步骤是由Rad51或相关重组酶（红球）侵入链。末端切除后，Rad51在单链DNA上形成核蛋白丝。末端切除还提供了涉及微同源性的非保守单链退火（SSA）和替代性NHEJ（alt-NEJ）的中间体，因为它产生了单链，可以在长（SSA）或短（alt-NEJ）互补序列（分别为绿色和紫色条）退火。HR和SSA需要比alt-NHEJ更广泛的末端切除，因为最小末端切除将揭示DNA末端附近存在的微同源性。涉及微同源性的Alt NHEJ也被称为微同源性介导的NHEJ（MMEJ）。

**图3。**
链侵袭和修复合成后切除的DSB的HR显示出独立和相互关联的解决步骤。(A类)合成依赖性链退火涉及新合成链的DNA解旋酶置换。两端可以通过它们的共同互补性来软化。合成、核酸酶和连接酶反应完成了这一过程。(B)当D环捕获第二个末端时，形成双Holliday结（dHJ）。在减数分裂细胞中，dHJ分辨率偏向于产生CO。(C类)通过BLM（Sgs1）/TOP3α/RMI1复合物的作用，dHJ可以在不交叉的情况下溶解。(D类)逃离BLM（Sgs1）复合物的中间体的拆分可能会通过不同的分解酶（例如MUS81/EME1[Mms4]、GEN1[Yen1]等）的作用发生。

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1. Agarwal S、van Cappellen WA、Guenole A、Eppink B、Linsen SE、Meijering E、Houtsmuller A、Kanaar R、Essers J，2011年。Rad54在基因组维护中的ATP依赖性和独立功能。细胞生物学杂志192:735–750-项目管理咨询公司-公共医学
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[2] Agarwal S、van Cappellen WA、Guenole A、Eppink B、Linsen SE、Meijering E、Houtsmuller A、Kanaar R、Essers J，2011年。Rad54在基因组维护中的ATP依赖性和独立功能。细胞生物学杂志192:735–750-项目管理咨询公司-公共医学

[3] Allen C、Kurimasa A、Brenneman MA、Chen DJ、Nickoloff JA，2002年。依赖DNA的蛋白激酶抑制双链断裂诱导的自发同源重组。国家科学院院刊99:3758–3763-项目管理咨询公司-公共医学

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[5] Allers T，Lichten M，2001年。减数分裂过程中非交叉重组和交叉重组的差异时间和控制。手机106:47–57-公共医学

[6] Allers T，Lichten M，2001年。减数分裂过程中非交叉重组和交叉重组的差异时间和控制。手机106:47–57-公共医学

[7] Arcangili B，de Lahondes R 2000。裂变酵母通过复制-重组耦合过程转换交配类型。欧洲工商管理局J 19:1389–1396-项目管理咨询公司-公共医学

[8] Arcangili B，de Lahondes R 2000。裂变酵母通过复制-重组耦合过程转换交配类型。欧洲工商管理局J 19:1389–1396-项目管理咨询公司-公共医学

[9] Aten JA、Stap J、Krawczyk PM、van Oven CH、Hoebe RA、Essers J、Kanaar R，2004年。DNA双链断裂动力学通过受损染色体结构域的聚集揭示。科学303:92–95-公共医学

[10] Aten JA、Stap J、Krawczyk PM、van Oven CH、Hoebe RA、Essers J、Kanaar R，2004年。DNA双链断裂动力学通过受损染色体结构域的聚集揭示。科学303:92–95-公共医学

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