Bei der Replikation monotoner DNA - Sequenzen tritt theoretisch ein Vorgang auf, den wir als „Basenkonkurrenz“ bezeichnen: Da sich an jeder Replikations-Stelle mehrere Basenbausteine bewerben, aber immer nur einer benötigt wird, bewerben sich die übrig gebliebenen Bausteine an den jeweils nächsten Replikations - Positionen und erlangen wegen der fortwährenden Beschleunigung durch elektrostatische Anziehung immer größere kinetische Energien. Das führt dazu, dass an einer bestimmten Stelle der replizierenden monotonen Sequenz der eine Partner der Wasserstoffbrückenbindung ein hohes Energieniveau erreicht. Es wird berechnet, dass sich dadurch kurzzeitig eine sehr hohe Bindungsenergie zwischen den beiden Partnern der Wasserstoffbrückenbindung einstellt, wodurch der in dieser kurzen Zeitspanne wirkende DNA-Reparaturmechanismus unterdrückt wird. Die Auswirkungen der hohen Basenkonkurrenz – Energien werden berechnet (hohe Bindungsenergien der Wasserstoffbrückenbindungen, Tunnelvorgänge, irreparable Mutationen). Die Folgen dieser Erscheinung sind Tumorbildung, Alterung, Veränderung der DNA – Struktur, Beeinflussung der Evolution, worauf im Einzelnen eingegangen wird. Es zeigt sich, dass die negativen Auswirkungen der Basenkonkurrenz vorwiegend bei zu niedriger Viskosität des Zellplasmas auftreten.

Thesis (Ph.D.)--University of Alberta, 2010. / A thesis submitted to the Faculty of Graduate Studies and Research in partial fulfillment of the requirements for the degree of Doctor of Philosophy in Virology, Medical Microbiology and Immunology. Title from pdf file main screen (viewed on January 10, 2010). Includes bibliographical references.

Η διατήρηση της γονιδιωματικής ακεραιότητας είναι απαραίτητη για την επιβίωση των κυττάρων και κατ’ επέκταση των οργανισμών. Δύο είναι οι κύριοι παράγοντες που συμβάλλουν στην διαφύλαξη της σταθερότητας του γονιδιώματος: η ορθή διεξαγωγή της αντιγραφής, που είναι σημαντική για την, χωρίς λάθη, μεταβίβαση του γενετικού υλικού από γενιά σε γενιά και η ανάπτυξη μηχανισμών επιδιόρθωσής του σε περίπτωση παρουσίας βλαβών. Ανάμεσα στα μόρια που συμμετέχουν στις δύο παραπάνω κυτταρικές διεργασίες, συγκαταλέγεται και ένα από τα πέντε μέλη της εξελικτικά συντηρημένης οικογένειας των RecQ ελικασών, η RecQ4 ελικάση. Η RecQ4 είναι συνδεδεμένη με την εμφάνιση του συνδρόμου προγηρίας Rothmund-Thomson και ξεχωρίζει από τα άλλα μέλη της οικογένειας στο ότι, πέραν του ρόλου της στην επιδιόρθωση του γενετικού υλικού, είναι απαραίτητη για την έναρξη της αντιγραφής του DNA. Η μελέτη του συγκεκριμένου μορίου στον άνθρωπο παρουσιάζει δυσκολίες λόγω της περιπλοκότητας του συστήματος. Στον Σχιζοσακχαρομύκητα, η ομόλογη πρωτεΐνη της RecQ4, Hrq1, αναγνωρίστηκε πρόσφατα και τα δεδομένα που έχουμε για την δράση της είναι περιορισμένα. Η μελέτη της Hrq1 στο απλούστερο σύστημα του Σχιζοσακχαρομύκητα θα διαλευκάνει τον άγνωστο, μέχρι στιγμής, ρόλο της στον οργανισμό αυτό ενώ παράλληλα θα βοηθήσει στην κατανόηση του ακριβή ρόλου του ανθρώπινου ομολόγου της. Στο πρώτο μέρος της παρούσας εργασίας μελετήθηκε ο ρόλος της Hrq1 ελικάσης στη διαδικασία της αντιγραφής, μέσω παρατήρησης φαινοτυπικών αλλαγών που παρουσιάζουν τα κύτταρα που φέρουν απαλοιφή της ελικάσης σε σχέση με κύτταρα αγρίου τύπου. Επίσης, διερευνήθηκαν αλληλεπιδράσεις της Hrq1 με μόρια που σχετίζονται με την διαδικασία της αντιγραφής στον Σχιζοσακχαρομύκητα, χρησιμοποιώντας τη μέθοδο της συνανοσοκατακρήμνησης. Στο δεύτερο μέρος, μελετήθηκε η δράση της ελικάσης στη διαδικασία της επιδιόρθωσης και πιο συγκεκριμένα στην επιδιόρθωση βλαβών που προκαλούνται από το αντικαρκινικό φάρμακο cisplatin, χρησιμοποιώντας και πάλι φαινοτυπική ανάλυση. Τέλος, ελέγχθηκαν πρωτεϊνικές αλληλεπιδράσεις της Hrq1, που μπορεί να σχετίζονται με τη ρύθμιση της έκφρασής της in vivo. / The maintenance of genome integrity is essential for cell survival and therefore for survival of the organism. There are two major factors contributing to the preservation of genome stability: acurate DNA replication, which is important for the intact transfer of the genome to the next generation and DNA repair mechanisms, which act in the presence of DNA damage.There are many different molecules involved in the aforementioned cellular processes, including a helicase called, RecQ4. This enzyme belongs to the evolutionarily conserved family of RecQ helicases and is one of the five members of the family, in humans. RecQ4 is linked to Rothmund-Thomson premature aging syndrome and it is unique amongst RecQ helicases in being required for the normal initiation of DNA replication. Studying RecQ4 in humans has difficulties, because of the complexity of the system. In fission yeast, the RecQ4 homologue, called Hrq1, has been recently recognized as a member of the family and there is limited evidence, concerning its function. The study of Hrq1 in a model system, like fission yeast, will not only elucidate its role in this organism, but will also assist in understanding the role of its human orthologue. In the first part of this study we determined the role of Hrq1 helicase in DNA replication, by observing phenotypic changes in cells bearing the helicase deletion, compared to wild-type cells. We, also, investigated protein-protein interactions between Hrq1 and molecules related to the process of DNA replication in Schizosaccharomyces pombe, using co-immunoprecipitation. In the second part, the role of Hrq1 in DNA damage repair was investigated. Specifically, we examined how Hrq1 affects the cellular response to cisplatin, using phenotypic analysis. Finally, we looked into protein-protein interactions of Hrq1, that are related to the regulation of its expression in vivo.

L’implantation retardée ou diapause embryonnaire décrit l'arrêt ou le retardement pendant l'embryogenèse. Chez le vison, la diapause est corrélée avec une sécrétion pituitaire insuffisante de la prolactine, ayant pour résultat la différentiation incomplète du corpus luteum et réduction de la progestérone. Des études antérieures suggèrent que le blastocyste de vison en diapause demeure dans un état de quiescence ou se développe lentement. Pour élucider ceci, la réplication de l'ADN a été étudiée. Les résultats démontrent synthèse de l’ADN et prolifération cellulaire dans les embryons au stade de morula, avant la diapause et dans les blastocystes après la réactivation. La réplication de l'ADN a été également détectée dans des blastocystes en diapause et en diapause prolongée. L'implantation est considérée comme une interaction bidirectionnelle entre le blastocyste et l'utérus. Il a été montré que les prostaglandines sont importantes pour la vascularisation de l’utérus au moment de l’implantation et peuvent réactiver l'utérus des visons après la diapause. La concentration protéinique et la localisation de la phospholipase citosolique A2 (CPLA2) et de la cyclooxygenase 2 (COX2) ont été étudiées dans l'utérus de vison. L’expression de la CPLA2 et COX2 étaient sur-régulées au moment de l'implantation. Il est connu que la prolactine active les corpus luteum des visons. L'idée de un lien entre la prolactine et la voie de signalisation des prostaglandines a été testée en mesurant les récepteurs de prolactine. Les résultats montrent une augmentation de l’expression des récepteurs de prolactine à l'implantation suggérant que la prolactine pourrait activer la voie de prostaglandine à l'utérus par son propre récepteur. La conclusion, les embryons pendant la diapause ne sont pas arrêtées complètement et les protéines liées à la voie de prostaglandine sont implique dans la réactivation de l'utérus. / Delayed implantation or diapause describes arrest or retardation during embryogenesis. In mink, diapause is related to insufficient pituitary prolactin secretion, resulting in incomplete differentiation of the corpus luteum with reduced progesterone concentration. The mink blastocyst at diapause was believed to be totally quiescent or expanding at a low rate. To explore this, DNA replication was studied. Results showed synthesis of DNA, and thus cell proliferation at the morulae stage before diapause and at the blastocyst following activation. DNA replication was detected not only at diapause but also at extended diapause. Furthermore, implantation is considered as a two-way interaction between the blastocyst and the uterus. It has been shown that prostaglandins are important for vascularization of the uterus and products of the prostaglandin pathway could reactivate the mink uterus following diapause. Protein concentration and localization was studied for cytosolic phospholipase A2 (CPLA2) and cyclooxygenase 2 (COX2) in mink uterus. Expression of CPLA2 and COX2 was up regulated at implantation. It is know that prolactin is the factor that activates the mink corpus luteum. The idea of a link between prolactin and prostaglandin pathway was investigated by quantifying the prolactin receptors in the uterus. Results showed an increase of prolactin receptors at implantation suggesting that prolactin could activate the prostaglandin pathway at the uterus through its own receptor. In conclusion, embryos during diapause are not completely arrested, and proteins related to the prostaglandin pathway are implicated in reactivation of the uterus.

Diss. (sammanfattning) Umeå : Univ., 2008. / Härtill 4 uppsatser.

Thesis (Ph. D.)--University of Missouri-Columbia, 1997. / Typescript. Vita. Includes bibliographical references (leaves 109-130). Also available on the Internet.

Thesis (Ph. D.)--University of Missouri-Columbia, 1997. / Typescript. Vita. Includes bibliographical references (leaves 109-130). Also available on the Internet.

Thesis (Ph.D.)--Mississippi State University. Department of Biological Sciences. / Title from title screen. Includes bibliographical references.

Thesis (Ph. D.)--Miami University, Dept. of Microbiology, 2007. / Title from second page of PDF document. Includes bibliographical references (p. 91-102).

Vivant à des températures supérieures à 80°C, les archées hyperthermophiles ont démontré une capacité étonnante à se remettre de dommages dans leur ADN, suggérant la présence de gardiens du génome particulièrement efficaces. Ces gardiens, des protéines relativement similaires entre archées et eucaryotes, agissent et interagissent dans un ballet savamment orchestré par la cellule. Chez les archées, plusieurs protéines impliquées dans des voies essentielles à la réparation de I'ADN manquent à I'appel. Précédemment au laboratoire un réseau impliquant les protéines de la maintenance génomique de Pyrococcus abyssi a dévoilé de nouvelles interactions protéine-protéine. Décrire l'interaction pour mieux comprendre sa fonction, voici la démarche suivie et présentée dans ce manuscrit pour les duos: PCNA/Mrell-Rad50 et MCM/XPD. Pour la première fois chez Pyrococcus furiostts une interaction physique et fonctionnelle a été démontrée entre PCNA, le maestro de la réplication, et Mrell-Rad50, le complexe de la recombinaison. Pour la seconde étude, la caractérisation de l'hélicase réplicative MCM de P. abyssi a été menée via une approche biophysique basée sur des techniques de fluorescence. Les difficultés rencontrées durant la production de son partenaire potentiel XPD, n'ont toutefois pu permettre la caractérisation de leur interaction. Plus généralement ces interactions s'inscrivent dans un contexte où le couplage de la réplication avec des processus de réparation trouve son importance particulièrement chez les archées de l'extrême, archées qui se révèlent être de passionnants modèles pour l'étude des mécanismes de la maintenance génomique. / Living at temperatures above 80°C, hyperthermophilic Archaea demonstrated amazing capacity to recover from DNA damages, suggesting they arguably have efficient genome guardians. These guardians, proteins which are relatively similar between Archaea and eukaryotes, act and interact like a ballet orchestrated by the cell. Several proteins involved in essential repair pathway in eukaryotes are missing in Archaea. To gain insights into archaeal genome maintenance processes, a previous work proposed a protein-protein interaction network based on Pyrococcus abyssi proteins. Through this network, new interactions involving proteins from DNA replication and proteins from DNA repair were highlighted. To describe interactions for a better understanding of their functions, was the aim of the work presented here for two protein interactions: PCNA/Mrell-Rad50 and MCM/XPD. For the first time in Pyrococcusfuriosus, we demonstrated both physical and functional interplay between PCNA, the replication maestro, and Mrell-Rad50, a complex involved in recombination process. For the second studied interaction, we used a biophysics approach based on fluorescent technics to characterise helicase activity of P.abyssi MCM. As several problems were encountered for XPD production, we did not characterise the helicase interaction. These two interactions are part of a more general context, where combined DNA replication and DNA repair processes could be important, especially for extremophile Archaea, Archaea which are amazing study models for understanding molecular processes ensuring genome integrity.