Punctul de pornire al replicării

Versiunea actuală a paginii nu a fost încă examinată de colaboratori experimentați și poate diferi semnificativ de versiunea revizuită pe 29 mai 2021; verificarea necesită 1 editare .

Originea replicării ( origin of replication ) este un fragment al  unei molecule de acid nucleic din care începe replicarea sa [1] . Structura originii replicării ( secvența de nucleotide ) diferă în diferite specii , dar în toate organismele este bogată în AT și , prin urmare, o secvență cu topire scăzută. Punctul de origine al replicării și fragmentele de acid nucleic adiacente, neseparate de situsuri de terminare, constituie o unitate de replicare - replicon . Replicarea ADN-ului poate începe de la originea replicării în una sau două direcții [2] .

Cromozomii și plasmidele procariotelor conțin una, rareori mai multe origini de replicare a ADN-ului ; cromozomii eucarioți au multe astfel de puncte [2] . De asemenea , originile de replicare a ARN au fost găsite în virușii care conțin ARN , de exemplu, în virușii care conțin ARN dublu catenar.

Înainte de începerea replicării, un complex de pre-replicare este de obicei asociat cu originea replicării .

Numărul de origini ale replicării în genom

Numele locilor genetici care includ originile replicării conțin de obicei combinația de litere ori . În timpul conjugării, replicarea roții de rulare începe la secvența oriT a plasmidei F. ADN-ul mitocondrial al multor organisme conține două secvențe ori. La om, ele sunt numite oriH și oriL pentru ADN-ul greu și, respectiv, ușor.

Structura punctelor de pornire a replicării

OriC Escherichia coli

Locul genetic care conține o singură origine de replicare a cromozomului Escherichia coli (E. coli) a fost denumit oriC . OriC constă din 245 de perechi de baze și include două regiuni funcționale: regiunea de legare specifică a factorului de inițiere a replicării DnaA și regiunea de desfășurare primară a helixului ADN - DUE ( ing.  elementul de derulare a ADN ) [2] [7] [8] .

Regiunea de legare ADN

de legare a ADN-ului conține numeroase repetări 9-mer care servesc ca situsuri ADN Aceste repetări includ casetele ADN , site-urile I și site-urile τ . Cutiile ADN sunt fragmente de ADN cu secvența consens 5’-TTATNCACA-3’. OriC conține 5 cutii ADN, care sunt denumite R1-R5. Aceste casete diferă prin afinitatea lor pentru ADN: R1 și R4 au cea mai mare afinitate pentru ADN ( Kd = 3–9 nmol ) și sunt situate la marginile regiunii de legare a ADN-ului în oriC . Afinitatea cutiilor ADN pentru ADN scade în ordinea R1=R4>R2>R3=R5 [8] .

Siturile I sunt regiuni ADN de 9-mer care diferă de secvența consens al cutiei ADN prin 3-4 nucleotide. Siturile τ sunt secvenţe 6-mer de tip 5'-TGATCC-3'. OriC conține 3 situsuri I și 2 situsuri τ [8] .

DnaA este o ATPază și poate exista în stare liberă, legată de ATP sau ADP. R1 și R4 leagă ADN-ul indiferent de starea sa. R2 are o afinitate medie pentru ADN (comparativ cu R1 și R4), R3, R5 și toate situsurile I și τ sunt relativ scăzute și leagă această proteină în principal în starea legată de ATP [8] . Pentru cea mai mare parte a ciclului celular, ADN-ul este asociat doar cu cele trei situsuri cu cea mai mare afinitate: R1, R2 și R4. Se alătură restului doar imediat înainte de inițierea replicării în starea legată de ATP [7] .

Între situsurile de legare a ADN-ului, există o regiune de recunoaștere pentru proteinele asemănătoare histonei E. coli IHF și Fis . Prin legarea de ADN, aceste proteine ​​îl îndoaie. IHF se alătură oriC cu puțin timp înainte de începerea replicării, stimulează ADN-ul să aterizeze pe site-uri cu afinitate scăzută și să inițieze replicarea. Se sugerează că proteina Fis este implicată în coordonarea inițierii replicării și a ciclului celular și oferă, de asemenea, inițierea sincronă pe mai multe oriC în celulele cu diviziune rapidă. Se știe că legarea Fis de oriC este inhibată temporar imediat înainte de inițiere [8] .

Zona de desfășurare primară a helixului ADN

Regiunea de desfășurare primară a helixului ADN include trei repetiții cu treisprezece membri bogate în AT 5'-GATCNTTNTTTT-3'. ADN-ul în complex cu ATP se leagă de această regiune înainte de inițiere. Legarea ADN-ului și a altor proteine ​​la oriC induce probabil stres de torsiune local în ADN, care, împreună cu supraînfăşurarea negativă, promovează separarea a două catene de ADN în regiunea repetărilor cu treisprezece membri. Toate cele trei repetări trebuie folosite pentru a iniția replicarea [8] .

Locuri de metilare

OriC conține 11 situsuri de metilare 5'-GATC-3' palindromice . Metilarea este efectuată de enzima ADN adenin metiltransferaza (Dam) la poziția N6 a adeninei din ambele catene de ADN. Unele dintre situsurile de metilare se suprapun cu situsurile de legare ADNA. Ambele catene de ADN trebuie să fie metilate pentru a iniția replicarea. Replicarea regiunii oriC duce la apariția unor origini semimetilate ale replicării: catena fiică a ADN-ului rămâne nemetilată în regiunea oriC timp de aproximativ 13 minute, spre deosebire de alte situsuri 5'-GATC-3' din genom, care sunt metilate în decurs de un minut și jumătate de la replicare. Originea semimetilată a replicării este inactivă, astfel întârzierea metilării previne reinițializarea prea devreme [2] [8] .

Note

  1. ↑ Glosar tehnic Edward K. Wagner, Martinez Hewlett, David Bloom și David Camerini Basic Virology Third Edition, Blackwell publishing, 2007 ISBN 1-4051-4715-6
  2. ↑ 1 2 3 4 Jocelyn Krebs. Capitolul 11. Repliconul // GENELE X ale lui Lewin . - Jones & Bartlett Learning, 2011. - ISBN 0763766321 .
  3. ↑ Mott ML, Berger JM Inițierea replicării ADN: mecanisme și reglare în bacterii   // Nat . Rev. microbiol.  : jurnal. - 2007. - Vol. 5 , nr. 5 . - P. 343-354 . - doi : 10.1038/nrmicro1640 . — PMID 17435790 .
  4. ↑ Kelman LM, Kelman Z. Multiple origins of replication in archaea  // Trends Microbiol  . : jurnal. - 2004. - Vol. 12 , nr. 9 . - P. 399-401 . - doi : 10.1016/j.tim.2004.07.001 . — PMID 15337158 .
  5. ↑ 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. De la repliconi bacterieni și arheali simple la domeniile N/U de replicare // J Mol Biol. - 2013. - Vol. 425, nr. 23 . - P. 4673-89. - doi : 10.1016/j.jmb.2013.09.021 . — PMID 24095859 .
  6. ↑ Nasheuer HP, Smith R., Bauerschmidt C., Grosse F., Weisshart K. Inițierea replicării ADN-ului eucariotic: reglare și mecanisme   // Prog . Acid nucleic Res. Mol. Biol. : jurnal. - 2002. - Vol. 72 . - P. 41-94 . - doi : 10.1016/S0079-6603(02)72067-9 . — PMID 12206458 .
  7. ↑ 1 2 Mott ML, Berger JM Inițierea replicării ADN-ului: mecanisme și reglare în bacterii // Nat Rev Microbiol. - 2007. - Vol. 5, nr. 5 . - P. 343-54. — PMID 17435790 .
  8. ↑ 1 2 3 4 5 6 7 Ozaki S., Katayama T. Structura, funcția și dinamica DnaA în inițierea la originea cromozomială // Plasmid. - 2009. - Vol. 62, nr. 2 . - P. 71-82. - doi : 10.1016/j.plasmid.2009.06.003 . — PMID 19527752 .

Vezi și

Link -uri

  Accesați articolul Wikidata  Dicționare și enciclopedii