Прокариотска репликација ДНК

С Википедије, слободне енциклопедије

Прокариотска репликација ДНК је бидирекциона и започиње у центру репликације (OriC).[1]

Иницијација[уреди | уреди извор]

Иницијацију ДНК репликације посредује DnaA[2], протеин који се везује за регион центра репликације познат као DnaA кутија. Код E. coli постоји пет DnaA кутија, свака од којих садржи девет високо конзервираних базних парова, консензус секвенцу 5' - TTATCCACA - 3'.[3] Последица везивања DnaA за тај регион је да ДНК постаје негативно супернамотана. Након тога, региони OriC испред DnaA кутија (познати као DnaB кутије) се отапају. Постоје три таква региона, и сваки је дугачак 13 базних парова, и богат АТ паровима (што олакшава топљење јер је мање енергије потребно за разлагање две водоничне везе. Тај регион има консенсус секвенцу 5' - GATCTNTTNTTTT - 3.[4] За растапање DnaB кутија је неопходан аденозин трифосфат (који хидролизује DnaA). Након растапања, DnaA регрутује хексамерну хеликазу (шест DnaB протеина) на супротне крајеве растопљене ДНК. На том месту се формира репликациона виљушка. За регрутовање хеликазе је неоходно шест DnaC протеина, сваки од којих се везује за једну подјединицу хеликазе. Након формирања тог комплекса, додатних пет DnaA протеина се везује. DnaC се затим одваја, и комплекс је комплетан. Да би се ДНК репликација наставила потребан је једноланчани протеин који спречава једноланчане ДНК ланце да формирају секундарну структуру, као и за спречавање њиховог поновног међусобног спаривања. ДНК гираза[5][6] је потребна да би се умањио стрес узрокован формирањем негативних супернамотаја формираних посредством DnaB хеликазе.[7][8] Одмотавање ДНК DnaB хеликазом омогућава примази (DnaG[9][10]) полимерази да формира прајмер на сваком ДНК темплету тако да ДНК синтеза може да почне.

Елонгација[уреди | уреди извор]

Након формирања прајмера, ДНА полимераза III холоензим започиње репликацију ДНК.[11][12] Њен каталитички механизам обухвата употребу два метална јона у активном месту. Овај ензим има способност разликовања дезоксирибонуклеотида и рибонуклеотида. Метални јони су генерално дивалентни катјони који помажу 3' OH да иницира нуклеофилни напад на алфа фосфат дезоксирибонуклеотида и да оријентише и стабилизује негативно наелектрисани трифосфат на дезоксирибонуклеотиду. Нуклеофилни напад 3' OH-а на алфа фосфат ослобађа пирофосфат, који се накнадно хидролизује (неорганском фосфатазом) у два фосфата. Ова хидролиза завршава синтезу ДНК.

Терминација[уреди | уреди извор]

Терминација репликације ДНК код Ешерихије коли се обавља путем употребе терминационих секвенци и Tus протеина.[13][14] Те секвенце омогућавају да две репликационе виљушке иду само у једном правцу. Репликација ДНК иницијално производи два повезана кружна ДНК дуплекса, сваки од којих се састоји од једног родитељског ланца и новоформираног ланца. Код Ешерихије коли топоизомераза IV раздваја кружне ДНК дуплексе.[15][16]

Регулација[уреди | уреди извор]

Регулација репликације ДНК се остварује путем неколико механизама. Фактори који условљавају механизам су однос АТП-а и АДП-а, број DnaA кутија, и хемиметилација и секвестрација OriC-а.

Однос АТП-а и АДП-а даје индикацију да је ћелија достигла специфичну величину и да је спремна за деобу. Овај „сигнал“ се јавља зато што у богатом медијуму, ћелија брзо расте и доступна јој је сувишна ДНК.

DnaA се везује једнако добро за АТП и АДП, али само DnaA-ATP комплекс има способност иницирања репликације. У брзо растућој ћелији, присутно је више DnaA-ATP-а него DnaA-ADP-а. Пошто су нивои DnaA-а стого ограничени, и 5 DnaA-DnaA димери су потребни за иницирање репликације, однос ДнаА према броју ДнаА кутија у ћелији је важан. Након завршетка репликације ДНК, овај број се преполовљава, тако да се репликација ДНК не може јавити док се нивои DnaA протеина не повисе.

ДНК се секвестрира протеином који је везан за мембрану под именом SeqA. Овај протеин се везује за хеми-метилисане ГАТЦ ДНК секвенце. Те секвенце са четири пара база се јављају 11 пута у OriC. Ново синтетисана ДНК има само своју родитељски ланац метилисан. ДАМ метилтрансфераза метилише нови ДНК ланац само ако није везан за SeqA. Важност хеми-метилације је двострука. Прво, OriC постаје недоступан за DnaA, и друго, DnaA се боље везује за потпуно метилисану ДНК него за хеми-метилисану ДНК.

Ови механизми спречавају репликацију ДНК, тако да се она јавља само једном у току ћелијског циклуса, чиме се спречава прекомерна репликација ДНК.

Референце[уреди | уреди извор]

  1. ^ Анницк Јацq; Масамицхи Кохиyама (1980). „А ДНА-Биндинг Протеин Специфиц фор тхе Еарлy Реплицатед Регион оф тхе Цхромосоме Обтаинед фром Есцхерицхиа цоли Мембране Фрацтионс”. Еуропеан Јоурнал оф Биоцхемистрy. 105 (1): 25—31. дои:10.1111/ј.1432-1033.1980.тб04470.x. 
  2. ^ Слонцзеwски Јоан & Јохн Wаткинс Фостер (2010). Мицробиологy: Ан Еволвинг Сциенце (Сецонд изд.). Неw Yорк: W. W. Нортон & Цомпанy. ИСБН 978-0-393-93447-2. 
  3. ^ Уwе Лангер†; et al. (1996). „А цомпрехенсиве сет оф ДнаА-боx мутатионс ин тхе реплицатион оригин, ориЦ, оф Есцхерицхиа цоли”. Молецулар Мицробиологy. 21 (2): 301—311. дои:10.1046/ј.1365-2958.1996.6481362.x. 
  4. ^ D Брамхилл; А Корнберг (1988). „А модел фор инитиатион ат оригинс оф ДНА реплицатион” (ПДФ). Целл. 54: 915—918. Архивирано из оригинала (ПДФ) 10. 11. 2013. г. Приступљено 26. 04. 2012. 
  5. ^ Е. Мизраји (1986). „Енергy стораге дуринг ДНАгирасе ацтивитy”. Јоурнал оф Тхеоретицал Биологy. 120 (1): 63—71. дои:10.1016/С0022-5193(86)80017-0. 
  6. ^ C. Анселми; Г. Боццхинфусо; П. Де Сантис; M. Фуà; А. Сципиони & M. Савино (1998). „Статистицал Тхермодyнамиц Аппроацх фор Евалуатинг тхе Wритхе Трансформатионс ин Цирцулар ДНАс”. Ј. Пхyс. Цхем. Б. 102 (29): 5704—5714. дои:10.1021/јп981552в. 
  7. ^ Ј Х ЛеБоwитз & Р МцМацкен (1986). „Тхе Есцхерицхиа цоли днаБ реплицатион протеин ис а ДНА хелицасе”. Тхе Јоурнал оф Биологицал Цхемистрy. 261: 4738—4748. 
  8. ^ Сан Мартин MC, Стамфорд НП, Даммерова Н, Диxон НЕ, Царазо ЈМ (1995). „А струцтурал модел фор тхе Есцхерицхиа цоли ДнаБ хелицасе басед он елецтрон мицросцопy дата”. Јоурнал оф Струцтурал Биологy. 114 (3): 167—76. дои:10.1006/јсби.1995.1016. [мртва веза]
  9. ^ Пхилип Ј. Фаy; Кyунг Ох Јохансонн; Цхарлес С. МцХенрyн & Роберт А. Бамбара (1981). „Сизе Цлассес оф Продуцтс Сyнтхесизед Процессивелy бy ДНА Полyмерасе III анд ДНА Полyмерасе III Холоензyме оф Есцхерицхиа цоли”. Тхе Јоурнал оф Биологицал Цхемистрy. 256: 976—983. 
  10. ^ Јамес L. Кецк; Даниел D. Роцхе; А. Симон Лyнцх; Јамес M. Бергер (2000). „Струцтуре оф тхе РНА Полyмерасе Домаин оф Е. цоли Примасе”. Сциенце. 287 (5462): 2482—2486. дои:10.1126/сциенце.287.5462.2482. 
  11. ^ Олсон, M. W.; Даллманн, Х. Г.; МцХенрy, C. С. (1995). „ДнаX цомплеx оф Есцхерицхиа цоли ДНА полyмерасе III холоензyме. Тхе цхи пси цомплеx фунцтионс бy инцреасинг тхе аффинитy оф тау анд гамма фор делта.делта' то а пхyсиологицаллy релевант ранге”. Тхе Јоурнал оф Биологицал Цхемистрy. 270 (49): 29570—29577. ПМИД 7494000. 
  12. ^ Келман, З.; О'Доннелл, M. (1995). „Дна Полyмерасе III Холоензyме: Струцтуре анд Фунцтион оф а Цхромосомал Реплицатинг Мацхине”. Аннуал Ревиеw оф Биоцхемистрy. 64: 171. дои:10.1146/аннурев.би.64.070195.001131. 
  13. ^ Т M Хилл & К Ј Марианс (1990). „Есцхерицхиа цоли Тус протеин ацтс то аррест тхе прогрессион оф ДНА реплицатион форкс ин витро”. ПНАС. 87 (7): 2481—2485. Архивирано из оригинала 28. 11. 2018. г. Приступљено 26. 04. 2012. 
  14. ^ Т M Хилл; M L Тецкленбург; А Ј Пеллетиер & П L Куемпе (1989). „Тус, тхе транс-ацтинг гене реqуиред фор терминатион оф ДНА реплицатион ин Есцхерицхиа цоли, енцодес а ДНА-биндинг протеин”. ПНАС. 86 (5): 1593—1597. Архивирано из оригинала 28. 11. 2018. г. Приступљено 26. 04. 2012. 
  15. ^ Адамс ДЕ, Схекхтман ЕМ, Зецхиедрицх ЕЛ, Сцхмид МБ, Цоззарелли НР (1992). „Тхе роле оф топоисомерасе IV ин партитионинг бацтериал реплицонс анд тхе струцтуре оф цатенатед интермедиатес ин ДНА реплицатион”. Целл. 71 (2): 277—88. дои:10.1016/0092-8674(92)90356-Х. [мртва веза]
  16. ^ Х Пенг & К Ј Марианс (1993). „Есцхерицхиа цоли топоисомерасе IV. Пурифицатион, цхарацтеризатион, субунит струцтуре, анд субунит интерацтионс”. Тхе Јоурнал оф Биологицал Цхемистрy. 268: 24481—24490. 
Преузето из „https://sr.wikipedia.org/w/index.php?title=Prokariotska_replikacija_DNK&oldid=26780744”