Transcript Mechanismus der V(D)J Rekombination Signale auf DNA Ebene: RSS Rekombinasekomplex

Mechanismus der V(D)J Rekombination
Signale auf DNA Ebene: RSS
Rekombinasekomplex
Spaltung und Verknüpfung der Segmente
V(D)J
Rekombination
Deletion und
Inversion
Erkennungssequenzen auf DNA Ebene
RSS: „recognition signal sequences“
1-turn Signal: Heptamer-12-Nonamer
2-turn Signal: Heptamer-23-Nonamer
Rekombination nur zwischen 1-turn Signal
und einem 2-turn Signal möglich
Anordnung der RSS für einen Lokus identisch,
bei verschiedenen Loci unterschiedlich
weiss: 1-turn
schwarz: 2-turn
Verknüpfung der Signalenden: präzise
Verknüpfung der kodierenden Segmente: „unpräzise“
Einzelschritte der
V(D)J
Rekombination:
Zusammenführung
der Signale
Spaltung und
Bildung der
Haarnadelschleife
Öffnen der
Haarnadelschleife
und Endbearbeitung
Reparatur und
Ligation
Synapsis:
kombiniertes Schneiden,
Zusammenführen der Enden
in Komplex, der alle 4 Enden
bindet
V(D)J Rekombinase:
RAG1 und RAG2 (recombination activation genes)
einzige lymphoid-spezifische Faktoren für Rekombination
andere Faktoren in allen Zellen vorhanden
k.o. Mäuse: keine reifen T und B Zellen, keine anderen Defekte
RAG1 + RAG2 binden RSS und spalten DNA zwischen
Heptamer und kodierendem Segment
2 Stufen:
Nick am 5´-Ende des Heptamers
Hairpin Bildung
Mg2+
HMG1 und 2 erhöhen Effizienz der Spaltung am 2-turn RSS
und bevorzugte 1-turn + 2-turn Paarung
Spätere Stadien der Rekombination:
Spalten des Hairpin und Verknüpfung der Enden
DNA Doppelstrangbruch-Reparaturenzyme:
DNA-PK
Artemis
Ku Proteine
DNA Ligase IV
XRCC4
Histon H2AX
Mre11/Rad50/Nbs1 Komplex
Öffnen des Hairpin:
DNA-PK phosphoryliert und aktiviert Artemis,
Endonuklease, welche Hairpin spaltet
„Junctional
Diversity“
„Coding joints“
Nukleotide gehen verloren,
kommen neu dazu (ohne Template)
P-Nukleotide: „hairpin“
N-Nukleotide: TdT (terminal deoxynucleotidyl transferase)
bis zu 15 N
Exonuklease
Artemis: bei Defekt humane SCID Form
DNA-PK bindet und aktiviert Artemis durch Phosphorylierung,
Artemis bekommt dadurch Endonuklease-Aktivität für Hairpin und
5´- und 3´-überhängende Einzelstrang-DNA
DNA-PK
besteht aus Katalyt. DNA-PKs Untereinheit und
Ku Protein-Heterodimer (Ku70 und Ku80)
Ku bindet DNA, überbrückt Enden
DNA Ligase IV / XRCC4 Komplex
auch wichtig, da defekte Zellen bestrahlungssensitiv sind,
und keine signal- oder coding joints machen können
weiters vermutlich beteiligt:
Histon H2AX
Mre11/Rad50/Nbs1 Komplex: DNA repair in Hefe
fördert Verknüpfung von DNA an Mikrohomologien ?
Nonhomologous DNA end-joining proteins
Regulation der Zugänglichkeit eines Lokus
Hypothesen:
Germ line Transkription
DNA Demethylierung
Histon Acetylierung
Rekombination und transkriptionelle Aktivität
Non T cells
Early thymocytes
E deleted
Stadien der B Zellreifung
Stadien der T Zellreifung
M