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Mitochondria01:37

Mitochondria

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Mitochondria are eukaryotic cellular organelles that are known to produce energy through a process called oxidative phosphorylation. Besides their primary function, mitochondria are involved in various cellular processes, including cell growth, differentiation, signaling, metabolism, and senescence. Age-related changes cause a decline in mitochondrial quality and integrity due to increased mitochondrial mutations and oxidative damage. Thus, aging can severely impact mitochondrial functions,...
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Animal Mitochondrial Genetics02:59

Animal Mitochondrial Genetics

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Among all the organelles in an animal cell, only mitochondria have their own independent genomes. Animal mitochondrial DNA is a double-stranded, closed-circular molecule with around 20,000 base pairs. Mitochondrial DNA is unique in that one of its two strands, the heavy, or H, -strand is guanine rich, whereas the complementary strand is cytosine rich and called the light, or L, -strand. Compared to nuclear DNA, mitochondrial DNA has a very low percentage of non-coding regions and is marked by...
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Mutations01:39

Mutations

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Overview
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Mutations01:35

Mutations

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Mutations are changes in the sequence of DNA. These changes can occur spontaneously or they can be induced by exposure to environmental factors. Mutations can be characterized in a number of different ways: whether and how they alter the amino acid sequence of the protein, whether they occur over a small or large area of DNA, and whether they occur in somatic cells or germline cells.
Chromosomal Alterations Are Large-Scale Mutations
While point mutations are changes in a single nucleotide in...
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Electron Transport Chain: Complex I and II01:46

Electron Transport Chain: Complex I and II

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The mitochondrial electron transport chain (ETC) is the main energy generation system in the eukaryotic cells. However, mitochondria also produce cytotoxic reactive oxygen species (ROS) due to the large electron flow during oxidative phosphorylation. While Complex I is one of the primary sources of superoxide radicals, ROS production by Complex II is uncommon and may only be observed in cancer cells with mutated complexes.
ROS generation is regulated and maintained at moderate levels necessary...
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Mitochondrial Membranes01:45

Mitochondrial Membranes

16.5K
A single mitochondrion is a bean-shaped organelle enclosed by a double-membrane system. The outer membrane of mitochondria is smooth and contains many porins - the integral membrane transporters. Porins enable free diffusion of ions and small uncharged molecules through the outer mitochondrial membrane but limit the transport of molecules larger than 5000 Daltons. Further, the outer mitochondrial membrane forms a unique structure called membrane contact sites with other subcellular organelles,...
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TopBP1 activa el complejo ATR-ATRIP.

Akiko Kumagai1, Joon Lee, Hae Yong Yoo

  • 1Division of Biology 216-76, California Institute of Technology, Pasadena, CA 91125, USA.

Cell
|March 15, 2006
PubMed
Resumen

La proteína de unión a la topoisomerasa 1 (TopBP1) activa la quinasa ATR, una enzima crucial para el daño del ADN y los puntos de control de replicación. Este descubrimiento revela un mecanismo clave que controla la actividad de la ATR en la regulación del ciclo celular.

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Área de la Ciencia:

  • Biología Molecular Biología Molecular
  • Biología celular Biología celular.
  • La bioquímica es la bioquímica.

Sus antecedentes:

  • Los mecanismos precisos que controlan la actividad de la quinasa de ATR (ataxia telangiectasia y Rad3-relacionados) siguen siendo en gran medida desconocidos.
  • ATR es un regulador central de la replicación del ADN y las respuestas de los puntos de control de daño.
  • TopBP1 (Topoisomerase Binding Protein 1) está implicado en el inicio de la replicación del ADN y el control del punto de control.

Objetivo del estudio:

  • Para dilucidar el mecanismo por el cual se regula la actividad de la ATR quinasa.
  • Identificar el papel de TopBP1 en la activación de ATR y la señalización de puntos de control.

Principales métodos:

  • Expresión recombinante y purificación de Xenopus y las proteínas humanas ATR y TopBP1.
  • Ensayos in vitro de quinasa para medir la actividad ATR en presencia de TopBP1.1.
  • Análisis de la activación de ATR utilizando extractos de huevo de Xenopus y líneas celulares humanas.
  • Mutagénesis dirigida al sitio para inactivar el supuesto dominio activador de ATR de TopBP1.1.

Principales resultados:

  • TopBP1 recombinante mejora significativamente la actividad de la quinasa tanto de Xenopus como de la ATR humana.
  • Un dominio específico conservado dentro de TopBP1, separado de sus repeticiones BRCT, es responsable de la activación de ATR.
  • El dominio de activación ATR aislado de TopBP1 puede activar ectopicamente la señalización ATR en extractos celulares y células intactas.
  • Un mutante TopBP1 con un dominio de activación ATR inactivado afecta la regulación del punto de control en extractos de huevo de Xenopus.

Conclusiones:

  • TopBP1 es un activador crítico de la actividad de la ATR quinasa.
  • La interacción entre TopBP1 y ATR es esencial para iniciar las vías de señalización dependientes de ATR.
  • Este hallazgo proporciona una visión fundamental de la regulación del daño del ADN y los puntos de control de replicación.