• Molecules and Cells
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• 제45권5호
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• pp.273-283
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• 2022

During meiosis, homologous chromosomes (homologs) pair and undergo genetic recombination via assembly and disassembly of the synaptonemal complex. Meiotic recombination is initiated by excess formation of DNA double-strand breaks (DSBs), among which a subset are repaired by reciprocal genetic exchange, called crossovers (COs). COs generate genetic variations across generations, profoundly affecting genetic diversity and breeding. At least one CO between homologs is essential for the first meiotic chromosome segregation, but generally only one and fewer than three inter-homolog COs occur in plants. CO frequency and distribution are biased along chromosomes, suppressed in centromeres, and controlled by pro-CO, anti-CO, and epigenetic factors. Accurate and high-throughput detection of COs is important for our understanding of CO formation and chromosome behavior. Here, we review advanced approaches that enable precise measurement of the location, frequency, and genomic landscapes of COs in plants, with a focus on Arabidopsis thaliana.

• 미생물학회지
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• 제43권4호
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• pp.250-255
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• 2007

Deinococcus radiodurans recA는 이 미생물의 방사선 저항성을 나타내는 표현형에 필수적이며 재조합성 DNA 수선 과정에 관여한다. 이 과정에서 RecA 단백질은DNA와 결합하여 반응의 활성 종인 RecA nucleoprotein 필라멘트를 형성한다. DNA-의존성 ATPase 활성과 함께, RecA 단배질의 외가닥 DNA 혹은 이중가닥 DNA와의 상호작용은 RecA 단백질이 관여하는 반응의 중심과정으로 이에 관한 분석을 시도하였다. D. radiodurans RecA 단배질은 DNA에 결합한 DNA-단백질 복합체만이 ATPase 활성을 나타내므로, ATP (혹은 dATP) 가수분해를 측정함으로써 RecA와 외가닥 DNA와의 상호작용 정도를 분석하였다. D. radiodurans RecA 단백질은 외가닥 DNA의 염기 구성의 이질성에 영향을 받았으며, homopolymer인 poly(dT)와의 상호작용에서 가장 높은 가수분해 활성을 보였다. Homopolymer인 합성 DNA-의존성 ATP 및 dATP의 가수분해는 pH 6.0과 9.0의 범위에서 다소 일정한속도로 일어났으며 최적 pH는 7.0과 7.5 사이였다. 외가닥 DNA-의존성 ATPase 활성은 염의 존재에 영향을 받아 KCl이 존재하면 다소 억제되나, K-glutamate가 존재하면 오히려 촉진되었다. RecA 단백질과 외가닥 DNA의 상호작용을 ATP 가수분해로 분석하였을 때 2 mM 이상의 magnesium 이온이 DNA 결합반응에 필요하였으며, 비교적 넓은 범위의 pH에서 외가닥 DNA와의 결합반응이 일어나며, 이러한 결합반응은 당량적인 비(1:3, RecA protein: DNA nucleotide)로 일어났다.

• 식물조직배양학회지
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• 제25권6호
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• pp.453-475
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• 1998

During the 100 years since the initial discovery of meiotic phenomenon many brilliant aspects have been elucidated, but further researches based on light microscopy alone as an experimental tool have been found to have some limits and shortcomings. By the use of electron microscopy and armed with the advanced knowledges on modern genetics and biochemistry it has been possible to applu molecular technology in gaining information on the detailed aspects of meiosis. As synapsis takes place, a three-layered proteinous structure called the synatonemal complex starts to form in the space between the homologous chromosomes. To be more precise, it begins to form along the paired chromosomes early in the prophase I of meiotic division. The mechanism that leads to precise point-by-point pairing between homologous chromocomes division. The mechamism that leads to precise point-by-point pairing between homologous chromosomes remains to be ascertained. Several items of information, however, suggest that chromsome alignment leading to synapsis may be mediated somehow by the nuclear membrane. Pachytene bivalents in eukaryotes are firmly attached to the inner niclear membrane at both termini. This attached begins with unpaired leptotene chromosomes that already have developed a lateral element. Once attached, the loptotene chromosomes begin to synapse. A number of different models have been proposed to account for genetic recombination via exchange between DNA strands following their breakage and subsequent reunion in new arrangement. One of the models accounting for molecular recombination leading to chromatid exchange and chiasma formation was first proposed in 1964 by Holliday, and 30 years later still a modified version of his model is favored. Nicks are made by endomuclease at corresponding sites on one strant of each DNA duplex in nonsister chromatid of a bivalent during prophase 1 of meiosis. The nicked strands loop-out and two strands reassociate into an exchanged arrangement, which is sealed by ligase. The remaining intact strand of each duplex is nicked at a site opposite the cross-over, and the exposed ends are digested by exonuclease action. Considerable progress has been made in recent years in the effort to define the molecular and organization features of the centromere region in the yeast chromosome. Centromere core region of the DNA duplex is flanked by 15 densely packed nucleosomes on ons side and by 3 packed nucleosomes on the other side, that is, 2000 bp on one side and 400 400 bp in the other side. All the telomeres of a given species share a common DNA sequence. Two ends of each chromosome are virtually identical. At the end of each chromosome there exist two kinds of DNA sequence" simple telpmeric sequences and telpmere-associated sequencies. Various studies of telomere replication, function, and behabior are now in progress, all greatly aided by molecular methods. During nuclear division in mitosis as well as in meiosis, the nucleili disappear by the time of metaphase and reappear during nuclear reorganizations in telophase. When telophase begins, small nucleoli form at the NOR of each nucleolar-organizing chromosome, enlarge, and fuse to form one or more large nucleoli. Nucleolus is a special structure attached top a specific nucleolar-organizing region located at a specific site of a particular chromosome. The nucleolus is a vertical factory for the synthesis of rRNAs and the assenbly of ribosome subunit precursors.sors.

• Childhood Kidney Diseases
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• 제3권2호
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• pp.209-216
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• 1999

목적 : 신성 요붕증(Nephrogenic diabetes insipidus, NDI)은 바소프레신(arginine vasoporessin, AVP)에 대한 신세뇨관의 저항성으로 인하여 요농축의 장애를 특징으로 하는 드문 유전성 질환이다. 반성유전형 신성 요붕증은 바소프레신 V2수용체(AVPR2)의 장애에 기인하며, NDI 환자에서 지금까지 다양한 AVPR2의 돌연변이가 보고되었다. 저자들은 임상적으로 반성 유전형 신성 요붕증으로 진단된 가계에서 AVPR2 유전자의 돌연변이를 발견하기 위하여 분자유전학적 검사를 실시하였다. 방법 : 대상환자의 백혈구에서 추출한 DNA로 AVPR2유전자를 polymerase chain reaction-single strand conformational polymorphism(PCR-SSCP)분석하여 이상이 발견된 부분은 클론닝하여 염기서열을 분석하였다. 같은 PCR 산물을 Hae III로 처리하여 PCR-RFLP(restriction fragement length polymorphism) 분석을 하였다. 결과 : AVPR2 유전자를 PCR-SSCP 분석하였을 때 PCR 산물의 정상인과 이동거리의 차이가 발견되어 환아에서 돌연변이가 있고 환아의 어머니는 보인자임을 예측하였고, 염기서열을 분석하여 675번째 염기 A가 G로 치환됨으로 tryptophan이 cysteine으로 바뀌는 R202C 점돌연변이를 발견하였다. 같은 PCR 산물을 PCR-RFLP 분석을 하였을 때 돌연변이로 인한 Hae III의 인지부위의 상실을 확인하였고 환아의 어머니가 이종접합보유자 (heterozygote)임을 확인하였다. 결론 : 저자들은 임상적으로 신성 요붕증으로 확인된 환아와 어머니의 V2 수용체 유전자를 분석하여 R202C 돌연변이를 확인하였다. 신성 요붕증은 진단이 지연되면 성장장애, 정신박약과 사망을 초래할 수 있는 심각한 질환이나, 태생기 또는 신생아기에 진단하면 후유증을 예방할 수 있으므로 조기진단 및 보인자 발견에 분자유전학적 진단 방법을 적극 활용하여야 하겠다.