A replikáció kezdőpontja

Az oldal jelenlegi verzióját még nem ellenőrizték tapasztalt közreműködők, és jelentősen eltérhet a 2021. május 29-én felülvizsgált verziótól ; az ellenőrzéshez 1 szerkesztés szükséges .

A replikációs origó ( replikációs origó ) egy nukleinsavmolekula töredéke , amelyből a replikációja megindul [1] . A replikációs origó ( nukleotid szekvencia ) szerkezete a különböző fajokban eltérő , de minden élőlényben AT - ban gazdag, ezért alacsony olvadáspontú szekvencia. A replikáció kezdőpontja és a szomszédos nukleinsavfragmensek, amelyeket terminációs helyekkel nem választanak el, egy replikációs egységet - replikont alkotnak . A DNS-replikáció a replikációs origótól indulhat egy vagy két irányban [2] .

A prokarióták kromoszómái és plazmidjai egy, ritkán több DNS-replikációs origót tartalmaznak ; az eukarióta kromoszómáknak sok ilyen pontja van [2] . Ezenkívül RNS-replikációs origókat találtak RNS-tartalmú vírusokban , például a kettős szálú RNS-t tartalmazó vírusokban.

A replikáció megkezdése előtt általában egy replikáció előtti komplexet társítanak a replikációs origóhoz .

A replikációs origók száma a genomban

A viroid genom egyetlen RNS-molekulát és általában két replikációs origót tartalmaz.
A bakteriális genomot leggyakrabban egyetlen DNS- molekula ( kromoszóma ) képviseli, egyetlen replikációs origóval [3] .
Az archaeális genom jellemzően egyetlen körkörös kromoszómából áll, amely egy-négy replikációs origót hordozhat [4] [5] .
Az eukarióta genomok általában sok replikációs origót tartalmaznak minden kromoszómában – akár százezerig egy emberi sejtben [6] . A replikációs origók nagy száma felgyorsítja a prokariótákhoz képest sokkal nagyobb genetikai anyag megduplázásának folyamatát. Az élesztőben a replikáció origóját ARS -nek nevezik .

A replikációs origót tartalmazó genetikai lókuszok nevei általában az ori betűkombinációt tartalmazzák . A konjugáció során a gördülő kerék replikációja az F plazmid oriT szekvenciájánál kezdődik . Számos szervezet mitokondriális DNS-e két ori szekvenciát tartalmaz. Emberben oriH-nak és oriL-nek nevezik a nehéz , illetve a könnyű szálú DNS-t.

A replikáció kezdőpontjainak felépítése

OriC Escherichia coli

Az Escherichia coli (E. coli) kromoszómájának egyetlen replikációs origót tartalmazó genetikai lókuszt oriC -nek nevezték el . Az OriC 245 bázispárból áll, és két funkcionális régiót foglal magában: a DnaA replikációs iniciációs faktor specifikus kötődési régióját ( és a DNS-hélix elsődleges feltekercselésének régióját - DUE ( eng. DNA unwinding element ) [2] [7] [8] .

DNS-kötő régió

DnaA-kötő régió számos 9 tagú ismétlődést tartalmaz, amelyek DnaA-kötőhelyként szolgálnak a en Ezek az ismétlések magukban foglalják a DNS- dobozokat , az I-helyeket és a τ-helyeket . A DNS-boxok 5'-TTATNCACA-3' konszenzusszekvenciájú DNS-fragmensek. Az OriC 5 DnaA dobozt tartalmaz, amelyekre R1-R5 néven hivatkozunk. Ezek a dobozok különböznek a DnaA iránti affinitásukban: R1 és R4 a legnagyobb affinitású a DnaA-hoz ( Kd = 3-9 nmol ), és az oriC DnaA -kötő régiójának szélein helyezkednek el . A DnaA-boxok affinitása a DnaA-hoz R1=R4>R2>R3=R5 sorrendben csökken [8] .

Az I-helyek 9 tagú DNS-régiók, amelyek 3-4 nukleotidban különböznek a DnaA-box konszenzus szekvenciától. A τ helyek az 5'-TGATCC-3' típusú 6 tagú szekvenciák. Az OriC 3 I-helyet és 2 τ-helyet tartalmaz [8] .

A DnaA egy ATP- áz , és létezhet szabad, ATP-hez vagy ADP-hez kötött állapotban. R1 és R4 megköti a DNS-t, függetlenül annak állapotától. Az R2-nek átlagos affinitása van a DnaA-hoz (R1-hez és R4-hez képest), az R3, R5 és az összes I- és τ-hely viszonylag alacsony, és főleg ATP-kötött állapotban köti meg ezt a fehérjét [8] . A sejtciklus nagy részében a DnaA csak a három leginkább affinitási helyhez kapcsolódik: R1, R2 és R4. A többihez csak közvetlenül a replikáció megkezdése előtt csatlakozik ATP-kötött állapotban [7] .

A DnaA-kötő helyek között egy felismerési régió található az E. coli hisztonszerű IHF és Fis fehérjék számára . A DNS-hez kötődve ezek a fehérjék meghajlítják azt. Az IHF röviddel a replikáció kezdete előtt csatlakozik az oriC -hez, serkenti a DnaA-t, hogy alacsony affinitású helyeken landoljon, és elindítsa a replikációt. Feltételezhető, hogy a Fis fehérje részt vesz a replikáció iniciációjának és a sejtciklusnak a koordinálásában , valamint szinkron iniciációt biztosít számos oriC -n a gyorsan osztódó sejtekben. Ismeretes, hogy a Fis oriC -hez való kötődése átmenetileg gátolt közvetlenül az iniciáció előtt [8] .

A DNS-hélix elsődleges feltekercselésének területe

A DNS-hélix elsődleges feltekercselésének régiója három AT-ben gazdag, tizenhárom tagú ismétlődést tartalmaz: 5'-GATTTNTTNTTTT-3'. Az ATP-vel komplexben lévő DnaA az iniciáció előtt ehhez a régióhoz kötődik. A DnaA és más fehérjék oriC -hez való kötődése feltehetően lokális torziós stresszt indukál a DNS-ben, ami a negatív szuperspirálozással együtt elősegíti két DNS-szál szétválását a tizenhárom tagú ismétlődések régiójában. Mindhárom ismétlést használni kell a replikáció elindításához [8] .

Metilációs helyek

Az OriC 11 palindromikus 5'-GATC-3' metilációs helyet tartalmaz . A metilezést a DNS adenin-metiltranszferáz (Dam) enzim végzi az adenin N 6 pozíciójában mindkét DNS-szálban. A metilációs helyek egy része átfedésben van a DNS-kötő helyekkel. A replikáció elindításához mindkét DNS-szálat metilezni kell. Az oriC régió replikációja félig metilált replikációs origók megjelenéséhez vezet: a DNS leányszála körülbelül 13 percig metilálatlan marad az oriC régióban , ellentétben a genom más 5'-GATC-3' helyeivel, amelyek A replikáció után másfél percen belül metilálódnak. A félig metilált replikációs origó inaktív, így a metiláció késleltetése megakadályozza a túl korai újrakezdést [2] [8] .

Jegyzetek

↑ Műszaki szójegyzék Edward K. Wagner, Martinez Hewlett, David Bloom és David Camerini Alapvető virológia harmadik kiadás, Blackwell kiadó, 2007 ISBN 1-4051-4715-6
↑ 1 2 3 4 Jocelyn Krebs. 11. fejezet A replikon // Lewin-GÉNEK X. - Jones & Bartlett Learning, 2011. - ISBN 0763766321 .
↑ Mott ML, Berger JM DNS replikációs iniciáció: mechanizmusok és szabályozás baktériumokban // Nat . Fordulat. mikrobiol. : folyóirat. - 2007. - Vol. 5 , sz. 5 . - P. 343-354 . - doi : 10.1038/nrmicro1640 . — PMID 17435790 .
↑ Kelman LM, Kelman Z. Multiple origins of replikáció in archaea // Trends Microbiol . : folyóirat. - 2004. - 20. évf. 12 , sz. 9 . - P. 399-401 . - doi : 10.1016/j.tim.2004.07.001 . — PMID 15337158 .
↑ Hyrien O., Rappailles A., Guilbaud G., Baker A., Chen CL, Goldar A., Petryk N., Kahli M., Ma E., d'Aubenton-Carafa Y., Audit B ., Thermes C., Arneodo A. Egyszerű bakteriális és régészeti replikonoktól a replikációs N/U-doménekig // J Mol Biol. - 2013. - Kt. 425, 23. sz . - P. 4673-89. - doi : 10.1016/j.jmb.2013.09.021 . — PMID 24095859 .
↑ Nasheuer HP, Smith R., Bauerschmidt C., Grosse F., Weisshart K. Az eukarióta DNS replikáció megindítása: szabályozás és mechanizmusok // Prog . Nucleic Acid Res. Mol. Biol. : folyóirat. - 2002. - 20. évf. 72 . - P. 41-94 . - doi : 10.1016/S0079-6603(02)72067-9 . — PMID 12206458 .
↑ 1 2 Mott ML, Berger JM DNS replikációs iniciáció: mechanizmusok és szabályozás baktériumokban // Nat Rev Microbiol. - 2007. - Vol. 5, 5. sz . - P. 343-54. — PMID 17435790 .
↑ 1 2 3 4 5 6 7 Ozaki S., Katayama T. A DNS szerkezete, funkciója és dinamikája az iniciációban a kromoszómális eredetben // Plasmid. - 2009. - 1. évf. 62, 2. sz . - P. 71-82. - doi : 10.1016/j.plasmid.2009.06.003 . — PMID 19527752 .