G2/M checkpoint arrest失效了会怎么样
双链DNA断裂激活DNA损伤检查点,通过有丝分裂预防progression。哺乳动物细胞有非同源末端joining活性,这会让断裂的DNA融合在一起,并且有着丝粒和无着丝粒的末端会发生直接链接,这可能是在哺乳动物细胞中断裂被修复的主要方式。这个过程或许会导致断裂附近DNA的删除,很可能是源于外切核苷酸的降解。DNA损伤检查点通过增加修复的时间和通过转录水平调控基因表达来促进修复。如果G2/M阻滞失败,这个断裂的染色体就很可能会进入有丝分裂,并且这个含有着丝粒和无着丝粒的片段可能会分配到不同的核中,排除了它们会发生末端融合的可能性。这种情况会导致一系列结果。
比如,断裂的染色体可能会被降解并且完全消失。即使两个染色体偏度碰巧通过有丝分裂进到同一个核里,并且在晚期发生了末端融合,也或许会有后果。例如,在融合连接处deleted的区域可能会比较大,如果DNA降解率在细胞周期中变化的话。
最后,这个断裂的染色体可以被复制,产生截短的姐妹染色单体并且增加了末端融合的机会,这次融合是发生在姐妹染色体之间。这个融合的分子有双着丝粒,并且可能因此在下一轮的有丝分裂中断裂,之后又可以融合。这通常指的是桥断裂融合循环,在植物和不如动物都有报道。这种bridge-breakage-fusion的一个结果是染色体近端粒序列的缺失。桥断裂融合循环也可以导致染色体重排和基因扩增。因为再次断裂点很可能不在第一次融合的那个点,一个染色单体有一个倒置的复制区域,这个区域位于断裂点附近。因为这个过程发生是迭代的,那这个区域或许会扩增。
G2/M阻滞的失败,不能让姐妹染色单体模版进行修复。尽管重组修复对哺乳动物可能仅仅是一个微不足道的途径,但对于酵母来说对双链断裂修复是最主要的途径。一旦穿过有丝分裂,姐妹染色单体就会分离,不能再作为修复的模版。姐妹染色单体交换对与lesions也是很重要的。绕过一些DNA的复制,会在新生链上留下一个DNAgap。这个gap可以使用姐妹染色单体作为重组模版进行修复。而G2M 检查点的失败,就排除了使用姐妹染色单体作为模版的可能性。
因为姐妹染色单体是重组修复最主要优先的模版,那么同源染色体也可以作为重组底物。使用homolog可能不利,然而,因为它可以导致杂合性的消失。另外,合格检查点阻滞不那么完全,同源重组不那么有效。在G2阻滞期,细胞进行同源重组是很可能的,断裂的DNA在S期可能不那么稳定,因此在接下来的循环中会很快的被降解。
DNA复制调控的失败可能会导致对G2 arrest更加依赖
如果控制nicks失败了,这就会导致DNA双链断裂的形成,G2M阻滞通过有丝分裂调控进程会被激活。在这个下游的阻滞中,细胞就有可能通过重组修复链断裂或者启动一轮bridge-breakage-fusion循环。因此,可以预测,在一个G1S或S期检查点的缺陷的细胞中发生G2M arrest的缺陷比野生型细胞更加重要(意思是已经发生G1S缺陷,现在全靠G2检查点来进行修复所以更加重要)。在哺乳动物,然而,咖啡因可以越过G2M delay,这就增加了有G1S缺陷的细胞对G2的敏感性。
和正常细胞相比,AT细胞()显示出更少的G1 delay,更少的复制子起始抑制,更少的G2delay,在他们收到IR后。
缺陷的G2检查点控制或许对人类癌症的发展起了重要作用,原因是染色体不稳定。