Ағылшыншамен салыстырыңыз: абзацты басыңыз — түпнұсқа терезеде ашылады. Абзац астындағы EN түймесі оны мәтін ішінде көрсетеді.
Мазмұны
Кіріспе
Ku - ДНК-ның қос жіп бұзылу шеттеріне байланатын димерлі ақуыз кешені және ДНК-ның жөндеу жолының гомолог емес соңымен бірігуі үшін қажет. Ку бактериядан адамға дейін эволюциялық түрде сақталады. Батареяның ата-бабасы Ку гомодимер (бірдей белоктың бір-біріне байланған екі көшірмесі) болып табылады. Эукариотикалық Ku - екі полипептидтің гетеродимері, Ku70 (XRCC6) және Ku80 (XRCC5), өйткені адам Ku ақуыздарының молекулалық салмағы шамамен 70 kDa және 80 kDa. Екі Ku-суббъектісі ДНҚ-ның соңына жалғасатын себет пішінді құрылымды құрайды. Ku молекулалық эшафолд ретінде жұмыс істейді деп есептеледі, оған NHEJ-ге қатысы бар басқа ақуыздар байлана алады, қос жіптің бұзылуын лигация үшін бағыттайды. Ku70 және Ku80 ақуыздары үш құрылымдық доменнен тұрады. N терминалды домен - альфа/бета домен. Бұл домен димерлік интерфейске аз ғана үлес қосады. Домен Россманн бүгісінің алты тармақты бета парағын қамтиды. Ku70 және Ku80 орталық домендері - ДНК-ға байлаушы бета-барел домендері. Ку қант фосфат тірекшесімен аз ғана байланыста болады, ал ДНК негіздерімен ешқандай байланыста болмайды, бірақ ол үлкен және кіші саңылау контурларына стерикалық түрде сәйкес келеді, ол дуплексті ДНК-ны қоршап, ДНК молекуласының екі толық айналуын қамтиды. КУ ДНК-ның бұзылған ұштарының арасында көпір құрау арқылы ДНК-ның ұштарын құрылымдық жағынан қолдауды және сәйкестендіруді, оларды деградациядан қорғауды және бұзылмаған ДНК-ға ымыраға келудің алдын алуды жүзеге асырады. Ку ДНК-ны тиімді сәйкестендіреді, сонымен бірге полимеразалар, нуклеазалар мен лигазалардың бұзылған ДНК-ның ұштарына кіруіне мүмкіндік береді. С-терминаллы қол - қарсы субжүйенің орталық бета-барельдік доменін қамтитын альфа-спиральді аймақ. Ку-ның екі қосалқы бірлігі де эксперименттік түрде тышқанда жойылған. Бұл тышқандардың хромосомалық тұрақсыздығы бар, бұл NHEJ геномды сақтау үшін маңызды екенін көрсетеді. Көптеген организмдерде Ку-ның теломерлерде қосымша функциялары бар, сонымен қатар оның ДНК-ны жөндеудегі рөлі бар. Ku80 көптігі түрлердің ұзақ өмір сүруіне байланысты болып көрінеді.
Ku is a dimeric protein complex that binds to DNA double strand break ends and is required for the non homologous end joining (NHEJ) pathway of DNA repair. Ku is evolutionarily conserved from bacteria to humans. The ancestral bacterial Ku is a homodimer (two copies of the same protein bound to each other). Eukaryotic Ku is a heterodimer of two polypeptides, Ku70 (XRCC6) and Ku80 (XRCC5), so named because the molecular weight of the human Ku proteins is around 70 kDa and 80 kDa. The two Ku subunits form a basket shaped structure that threads onto the DNA end. Ku is thought to function as a molecular scaffold to which other proteins involved in NHEJ can bind, orienting the double strand break for ligation. The Ku70 and Ku80 proteins consist of three structural domains. The N terminal domain is an alpha/beta domain. This domain only makes a small contribution to the dimer interface. The domain comprises a six stranded beta sheet of the Rossmann fold. The central domain of Ku70 and Ku80 is a DNA binding beta barrel domain. Ku makes only a few contacts with the sugar phosphate backbone, and none with the DNA bases, but it fits sterically to major and minor groove contours forming a ring that encircles duplex DNA, cradling two full turns of the DNA molecule. By forming a bridge between the broken DNA ends, Ku acts to structurally support and align the DNA ends, to protect them from degradation, and to prevent promiscuous binding to unbroken DNA. Ku effectively aligns the DNA, while still allowing access of polymerases, nucleases and ligases to the broken DNA ends to promote end joining. The C terminal arm is an alpha helical region which embraces the central beta barrel domain of the opposite subunit. Both subunits of Ku have been experimentally knocked out in mice. These mice exhibit chromosomal instability, indicating that NHEJ is important for genome maintenance. In many organisms, Ku has additional functions at telomeres in addition to its role in DNA repair. Abundance of Ku80 seems to be related to species longevity.
Қартаю
Ku70 немесе Ku80 ақаулары бар мутант тышқандар немесе Ku70 және Ku80 ақаулары бар қос мутант тышқандар ерте қартаюды көрсетеді. Үш мутант тышқанның орташа өмір сүру ұзақтығы бір- біріне ұқсас болды, шамамен 37 апта, ал табиғи типтегі бақылау тобының орташа өмір сүру ұзақтығы 108 апта болды. Қартаюдың алты белгісі зерттеліп, үш мутант тышқанда бақылау тышқандары сияқты қартаю белгілері байқалды, бірақ олар әлдеқайда ертерек кездесті. Мутант тышқандарда қатерлі ісік жиілігі көбейген жоқ. Бұл нәтижелер Ku функциясы ұзақ өмір сүруді қамтамасыз ету үшін маңызды екенін және NHEJ ДНК- ні жөндеу жолының (Ku арқылы) ДНК- нің ерте қартаюына әкелетін қос жіпті үзілістерін жөндеуде басты рөл атқаратынын көрсетеді. (Қараңыз: ДНК зақымдану теориясы қартаю).
Mutant mice defective in Ku70, or Ku80, or double mutant mice deficient in both Ku70 and Ku80 exhibit early aging. The mean lifespans of the three mutant mouse strains were similar to each other, at about 37 weeks, compared to 108 weeks for the wild type control. Six specific signs of aging were examined, and the three mutant mice were found to display the same aging signs as the control mice, but at a much earlier age. Cancer incidence was not increased in the mutant mice. These results suggest that Ku function is important for longevity assurance and that the NHEJ pathway of DNA repair (mediated by Ku) has a key role in repairing DNA double strand breaks that would otherwise cause early aging. (Also see DNA damage theory of aging.)
Өсімдіктер
Ku70 және Ku80 өсімдіктерде тәжірибелік сипатталған, онда олар басқа эукариоттарда ойнайтын рөлге ұқсас. Күріште екі протеиннің бірін де басудың гомологтық рекомбинацияны (ГР) ынталандыруы дәлелденді. Бұл әсер Arabidopsis thaliana-да гендік таргеттеудің (ГТ) тиімділігін жақсарту үшін пайдаланылды. Зерттеуде цинк саусағы нуклеазасын (ZFN) пайдалана отырып, HR негізделген GT жиілігі ku70 мутанттарында он алты есеге дейін арттырылды. Елеулі айырмашылық - өсімдіктерде Ku сонымен қатар, ұшқыр ұштары немесе қысқа (≤ 3 нт) 3 шығырлары бар теломерлердің түрлендіруін сақтауға қатысады. Бұл функция Ку-ның ДСБ-ны жөндеудегі рөлінен тәуелсіз, өйткені Ку-комплекстің ДНҚ-ның бойымен транслокациялану қабілетін жою ДНК-ның жөндеуіне кедергі келтіре отырып, тұнбаланған теломерлерді сақтайтыны көрсетілді.
Ku70 and Ku80 have also been experimentally characterized in plants, where they appear to play a similar role to that in other eukaryotes. In rice, suppression of either protein has been shown to promote homologous recombination (HR) This effect was exploited to improve gene targeting (GT) efficiency in Arabidopsis thaliana. In the study, the frequency of HR based GT using a zinc finger nuclease (ZFN) was increased up to sixteen times in ku70 mutants This result has promising implications for genome editing across eukaryotes as DSB repair mechanisms are highly conserved. A substantial difference is that in plants, Ku is also involved in maintaining an alternate telomere morphology characterized by blunt ends or short (≤ 3 nt) 3’ overhangs. This function is independent of the role of Ku in DSB repair, as removing the ability of the Ku complex to translocate along DNA has been shown to preserve blunt ended telomeres while impeding DNA repair.
және археялар
Бактерияларда әдетте бір ғана Ku гендері болады (егерде оларда болса). Әдеттегідей, Mesorhizobium loti екі mlr9624 және mlr9623 бар. Археяларда әдетте бір ғана Ku гендері болады (бұл - бір генге ие түрлердің ~4% -ы үшін). Эволюциялық тарих бактериялар арқылы кең көлемде жүргізілген көлденең гендер алмасуымен бүлінген. Бактериялық және археологиялық Ку ақуыздары эукариоттық аналогтарынан ерекшеленеді, өйткені олардың тек орталық бета-барел домендері бар.
Bacteria usually have only one Ku gene (if they have one at all). Unusually, Mesorhizobium loti has two, mlr9624 and mlr9623. Archaea usually also only have one Ku gene (for the ~4% of species that have one at all). The evolutionary history is blurred by extensive horizontal gene transfer with bacteria. Bacterial and archaeal Ku proteins are unlike their eukaryotic counterparts in that they only have the central beta barrel domain.
Атауы
" Ку " атауы аурудың анықталған жапондық науқастың тегіне байланысты.
The name 'Ku' is derived from the surname of the Japanese patient in which it was discovered.