Негомологичное соединение концов

Негомологичное соединение концов (НГСК) восстанавливает двуцепочечные разрывы тогда, когда нет гомологичной копии для рекомбинации (например, во время фазы G1 клеточного цикла гаплоидных дрожжей). НГСК включает несколько отличных стадий: распознавание разрывов, процедура обработки для правильного сшивания и соединение в полноценный дуплекс [1].

---

Так как НГСК включает в себя процедуру обработки и соединяет концы не всегда из того же самого локуса, НГСК является мутагенным процессом по своей сути [2]. Когда восстанавливается одиночный разрыв, данный механизм может создавать локальные изменения в последовательности, включающие вставки, делеции или дупликации участков до нескольких десятков пар оснований в длине. В случае двух и более разрывов, этот механизм может создавать хромосомные перестройки, такие как делеции, инверсии и транслокации [3]. Разрывы с разных хромосом собираются в специализированных ядерных “восстановительных центрах”, что способствует такой межхромосомной НГСК опосредованной перестройке [4].

Адаптивная иммунная система млекопитающих использует НГСК во время стандартной перестройки генома своих клеток для сшивания двуцепочечных разрывов ДНК.

 

Литература

[1] Обзор НГСК:

• Lewis L.K. and Resnik M.A. Tying up loose ends: nonhomologous end-joining in Saccharomyces cerevisiae. Mutat Res 451, 71–89 (2000).
• Weterings E. and Chen D.J. The endless tale of non-homologous end-joining. Cell Res 18, 114–24 (2008).

[2] НГСК как мутагенный процесс:

• Stephanou N.C. et al. Mycobacterial nonhomologous end joining mediates mutagenic repair of chromosomal double-strand DNA breaks. J Bacteriol 189, 5237–46 (2007).
• Zhuang J., Jiang G., Willers H. and Xia F. Exonuclease function of human Mre11 promotes deletional nonhomologous end joining. J Biol Chem 284, 30565–73 (2009).

[3] Хромосомные перестройки при НГСК:

• Yu X. and Gabriel A. Reciprocal translocations in Saccharomyces cerevisiae formed by nonhomologous end joining. Genetics 166, 741–51 (2004).
• Haber J.E. Transpositions and translocations induced by site-specific double-strand breaks in budding yeast. DNA Repair (Amst) 5, 998–1009 (2006).

[4] НГСК в “восстановительных центрах” ядра:

• Lisby M. and Rothstein R. Choreography of recombination proteins during the DNA damage response. DNA Repair(Amst) 8, 1068–76 (2009).