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The makings of TERRA R-loops at chromosome ends

Résumé

Telomeres protect chromosome ends from nucleolytic degradation, uncontrolled recombination by DNA repair enzymes and checkpoint signaling, and they provide mechanisms for their maintenance by semiconservative DNA replication, telomerase and homologous recombination. The telomeric long noncoding RNA TERRA is transcribed from a large number of chromosome ends. TERRA has been implicated in modulating telomeric chromatin structure and checkpoint signaling, and in telomere maintenance by homology directed repair, and telomerase - when telomeres are damaged or very short. Recent work indicates that TERRA association with telomeres involves the formation of DNA:RNA hybrid structures that can be formed post transcription by the RAD51 DNA recombinase, which in turn may trigger homologous recombination between telomeric repeats and telomere elongation. In this review, we describe the mechanisms of TERRA recruitment to telomeres, R-loop formation and its regulation by shelterin proteins. We discuss the consequences of R-loop formation, with regard to telomere maintenance by DNA recombination and how this may impinge on telomere replication while counteracting telomere shortening in normal cells and in ALT cancer cells, which maintain telomeres in the absence of telomerase.

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Concepts associés (34)
Télomère
Un télomère est une région hautement répétitive, donc a priori non codante, d'ADN à l'extrémité d'un chromosome. À chaque fois qu'un chromosome en bâtonnet d'un eucaryote est répliqué, lors de la réplication, qui précède la mitose (division cellulaire), le complexe enzymatique de l'ADN polymérase s'avère incapable de copier les derniers nucléotides : l'absence de télomère signifierait la perte rapide d'informations génétiques nécessaires au fonctionnement cellulaire.
Réparation de l'ADN
right|vignette|Chromosomes montrant de nombreuses lésions. La réparation de l'ADN est un ensemble de processus par lesquels une cellule identifie et corrige les dommages aux molécules d'ADN qui codent son génome. Dans les cellules, l'acide désoxyribonucléique (ADN) est soumis continuellement à des activités métaboliques normales et à des facteurs environnementaux portant atteinte à son intégrité. Ces facteurs environnementaux sont le plus souvent de nature chimique comme les radicaux libres de l'oxygène et les agents alkylants, ou physique, comme les radiations ultraviolettes et les rayonnements ionisants.
Recombinaison homologue
thumb | 275px | alt=Schéma du chromosome 1 après recombinaison homologue | Figure 1. La recombinaison homologue peut produire de nouvelles combinaisons d'allèles entre les chromosomes parentaux, notamment lors de la méiose.La recombinaison homologue est un type de recombinaison génétique où les séquences de nucléotides sont échangées entre des molécules d'ADN identiques (homologues) ou similaires (Figure 1). Au sens large, la recombinaison homologue est un mécanisme ubiquitaire de réparation des cassures double-brins de l'ADN.
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The THO complex counteracts TERRA R-loop-mediated telomere fragility in telomerase(+) cells and telomeric recombination in ALT(+) cells

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