comparison of telomere structure in eukaryotes

Telomeres are dna-protein complexes located at eukaryotic chromosome ends. broken chromosome ends fuse to each other; therefore, the role of telomeres is to prevent chromosome end fusion. this particular function of telomeres differentiates normal chromosome ends from double stranded breaks in dna. telomeres contain tandemly arrayed, short, repeated sequence. depending on the organism, the repeated sequence is variable between about 20 and 1000 repeat. there is a g-rich strand which is replicated by lagging strand synthesis creating a 3’ overhang, and also a complementary, c-rich strand, which is replicated by leading strand synthesis. in this study, we aim to compare the structure of telomere in saccharomyces cerevisiae, saccharomyces pombe and mammals. in saccharomyces cerevisiae telomeres, rap1 binds the double-stranded telomeric sequences and also binds rif1 and rif2 which regulate telomere length. cdc13 and the cdc13-interacting factors ten1 and stn1 bind to the single strand overhang. in saccharomyces pombe telomeres, taz1 binds the dsdna and also rap1 and rif1 bind to the ds region via taz1. pot1 interacts with tpz1 and binds to the 3′ overhang. poz1 connects the dsdna binding complex taz1/rap1 to the ssdna binding complex pot1/tpz1. ccq1 also interacts with tpz1, recruits telomerase. stn1/ten1 complex binds to single strand telomere. in mammalian telomeres, the shelterin complex bind double stranded-telomeric dna consists of six subunits: trf1 and trf2 which bind directly the double-stranded telomeric dna. tpp1 and pot1 bind single-stranded dna.tin2 connects the dsdna binding complex trf1/trf2 to the ssdna binding complex pot1/tpp1. rap1 binds the telomere by interacting with trf1 and trf2. furthermore, in this study the regulation and comparison of shelterin will be discussed. also, when double-strand dna is broken in mammals, dna damage response pathways has to be activated. thereby explaining which repair pathways is used. we finally discuss the t-loop structure as telomeres in several species have been shown to fold back in a structure called t-loop which is believed to mediate telomere protection.

مقایسه ساختمان تلومر در یوکاریوت ها

تلومرها مجموعه‌ ای از پروتئین-dna هستند که در انتهای کروموزوم‌های یوکاریوتی قرار دارند. انتهای شکسته کروموزوم‌ها به هم می‌چسبند؛ بنابراین، نقش تلومرها جلوگیری از چسبیدن انتهای کروموزوم‌ها به یکدیگر است. این عملکرد خاص تلومرها، انتهای طبیعی کروموزوم‌ها را از شکستگی‌های دو رشته‌ای در dna متمایز می‌کند. تلومرها دارای توالی‌های کوتاه و تکراری هستند که به صورت متوالی قرار گرفته‌اند. بسته به نوع موجود، تعداد این توالی‌های تکراری بین حدود 20 تا 1000 بار متغیر است. رشته‌ای غنی از g وجود دارد که توسط سنتز رشته پیرو تکثیر شده و یک انتهای ’3 ایجاد می‌کند، و همچنین یک رشته مکمل غنی از c که توسط سنتز رشته پیشرو تکثیر می‌شود. در این مطالعه، ما قصد داریم ساختار تلومر در saccharomyces cerevisiae، saccharomyces pombe و پستانداران را مقایسه کنیم. در تلومرهای saccharomyces cerevisiae، پروتئین rap1 به توالی‌های دو رشته‌ای تلومری متصل شده و همچنین به rif1 و rif2 که طول تلومر را تنظیم می‌کنند، متصل می‌شود. cdc13 و عوامل مرتبط با cdc13، یعنی ten1 وstn1، به انتهای تک رشته‌ای متصل می‌شوند. در تلومرهای saccharomyces pombe، پروتئین taz1 به dna دو رشته‌ای متصل شده و همچنین پروتئین‌های rap1 و rif1 از طریق taz1 به ناحیه دو رشته‌ای متصل می شوند. pot1با tpz1 تعامل کرده و به انتهای ’3 متصل می‌شود. poz1 مجموعه‌های متصل به dna دو رشته‌ای taz1/rap1را به مجموعه‌های متصل به dna تک رشته‌ای pot1/tpz1 متصل می‌کند. ccq1 نیز با tpz1 تعامل کرده و تلومراز را جذب می‌کند. مجموعه stn1/ten1 به تلومر تک رشته‌ای متصل می‌شود. در تلومرهای پستانداران، مجموعه shelterin که به dna دو رشته‌ای تلومری متصل می‌شود، شامل شش زیرواحد است trf1 و trf2 که به طور مستقیم به dna دو رشته‌ای تلومری متصل می‌شوند. tpp1 و pot1 به dna تک رشته‌ای متصل می‌شوند. tin2 مجموعه‌های متصل به dna دو رشته‌ای trf1/trf2 را به مجموعه‌های متصل به dna تک رشته‌ای pot1/tpp1 متصل می‌کند. پروتئین rap1 از طریق تعامل با trf1 و trf2 به تلومر متصل می‌شود. علاوه بر این، در این مطالعه، تنظیم و مقایسه مجموعه shelterin مورد بحث قرار خواهد گرفت. همچنین، هنگامی که dna دو رشته‌ای در پستانداران شکسته می‌شود، مسیرهای پاسخ به آسیب dna باید فعال شوند، بنابراین توضیح داده می‌شود که کدام مسیرهای ترمیم استفاده می‌شوند. در نهایت، ساختار t-loop را مورد بحث قرار می‌دهیم، زیرا نشان داده شده است که تلومرها در چندین گونه به ساختاری به نام t-loop باز می‌گردند که احتمالاً در محافظت از تلومر نقش دارد.