ДНК-полимераза III холофермент
 | Части этой статьи (те, которые связаны с количеством ферментов pol III и тем, как движется репликационная вилка (используйте ДНК-полимеразу § Pol III , PMID 28002733 , 30292863 )) нужно обновить . ( декабрь 2023 г. ) |
Голофермент ДНК-полимеразы III — основной ферментный комплекс, участвующий в прокариот репликации ДНК . Он был открыт Томасом Корнбергом (сыном Артура Корнберга ) и Малкольмом Гефтером в 1970 году. Комплекс обладает высокой процессивностью (т.е. количеством добавляемых нуклеотидов на одно событие связывания) и, в частности, в отношении репликации E.coli генома , работает в в сочетании с четырьмя другими ДНК-полимеразами ( Pol I , Pol II , Pol IV и Pol V ). Будучи основным холоферментом, ДНК Pol III участвующим в репликационной активности, холофермент также обладает возможностями корректуры, которая исправляет ошибки репликации посредством считывания экзонуклеазной активности 3'→5' и синтеза 5'→3'. ДНК Pol III является компонентом реплисомы , которая расположена в репликационной вилке.
Компоненты
[ редактировать ]Реплисома состоит из:
- 2 фермента ДНК Pol III , каждый из которых содержит субъединицы α , ε и θ . (Было доказано, что на реплисоме имеется третья копия Pol III. [1] )
- α-субъединица (кодируемая геном dnaE ) обладает полимеразной активностью.
- субъединица ε ( dnaQ ) обладает 3'→5' экзонуклеазной активностью.
- субъединица θ ( holE ) стимулирует корректуру субъединицы ε.
- 2 β- единицы ( dnaN ), которые действуют как скользящие зажимы ДНК , удерживают полимеразу связанной с ДНК.
- 2 τ- единицы ( dnaX ), которые димеризуют два основных фермента (субъединицы α, ε и θ).
- 1 γ- единица (также dnaX), которая действует как загрузчик отстающей цепи фрагментов Окадзаки , помогая двум β-субъединицам сформировать единицу и связаться с ДНК. Единица γ состоит из 5 субъединиц γ, которые включают 3 субъединицы γ, 1 субъединицу δ ( holA ) и 1 субъединицу δ’ ( holB ). δ участвует в копировании отстающей цепи.
- Χ ( holC ) и Ψ ( holD ), которые образуют комплекс 1:1 и связываются с γ или τ. X также может опосредовать переключение с праймера РНК на ДНК. [2]
Активность
[ редактировать ]ДНК-полимераза III синтезирует пары оснований со скоростью около 1000 нуклеотидов в секунду. [3] Активность ДНК Pol III начинается после разделения цепи в начале репликации. Поскольку синтез ДНК не может начаться de novo , праймер РНК , комплементарный части одноцепочечной ДНК, синтезируется примазой ( РНК-полимеразой ): [ нужна ссылка ]
("!" для РНК , '"$" для ДНК , "*" для полимеразы )
-------->
* * * *
! ! ! ! _ _ _ _
_ _ _ _ | RNA | <--ribose (sugar)-phosphate backbone
G U A U | Pol | <--RNA primer
* * * * |_ _ _ _| <--hydrogen bonding
C A T A G C A T C C <--template ssDNA (single-stranded DNA)
_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ <--deoxyribose (sugar)-phosphate backbone
$ $ $ $ $ $ $ $ $ $
Присоединение к 3'OH
[ редактировать ]По мере того как репликация прогрессирует и реплисома продвигается вперед, ДНК-полимераза III достигает праймера РНК и начинает реплицировать ДНК, добавляя к 3'-ОН праймера: [ нужна ссылка ]
* * * * ! ! ! ! _ _ _ _ _ _ _ _ | DNA | <--deoxyribose (sugar)-phosphate backbone G U A U | Pol | <--RNA primer * * * * |_III_ _| <--hydrogen bonding C A T A G C A T C C <--template ssDNA (single-stranded DNA) _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ <--deoxyribose (sugar)-phosphate backbone $ $ $ $ $ $ $ $ $ $
Синтез ДНК
[ редактировать ]ДНК-полимераза III затем синтезирует непрерывную или прерывистую цепь ДНК, в зависимости от того, происходит ли это на ведущей или отстающей цепи ( фрагмент Оказаки ) ДНК. ДНК-полимераза III обладает высокой процессивностью и поэтому очень быстро синтезирует ДНК. Такая высокая процессивность частично обусловлена β-зажимами, которые «держатся» на цепях ДНК. [ нужна ссылка ]
----------->
* * * *
! ! ! ! $ $ $ $ $ $ _ _ _ _
_ _ _ _ _ _ _ _ _ _| DNA | <--deoxyribose (sugar)-phosphate backbone
G U A U C G T A G G| Pol | <--RNA primer
* * * * * * * * * *|_III_ _| <--hydrogen bonding
C A T A G C A T C C <--template ssDNA (single-stranded DNA)
_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ <--deoxyribose (sugar)-phosphate backbone
$ $ $ $ $ $ $ $ $ $
Удаление грунтовки
[ редактировать ]После репликации нужной области праймер РНК удаляется ДНК-полимеразой I посредством процесса трансляции никеля . Удаление праймера РНК позволяет ДНК-лигазе связать разрыв ДНК-ДНК между новым фрагментом и предыдущей цепью. ДНК-полимераза I и III, а также многие другие ферменты необходимы для высокой точности и высокой процессивности репликации ДНК. [ нужна ссылка ]
См. также
[ редактировать ]Ссылки
[ редактировать ]- ^ Рейес-Ламот Р., Шерратт Д., Лик М. (2010). «Стехиометрия и архитектура активного механизма репликации ДНК в Escherichia Coli» . Наука . 328 (5977): 498–501. Бибкод : 2010Sci...328..498R . дои : 10.1126/science.1185757 . ПМЦ 2859602 . ПМИД 20413500 .
- ^ Олсон М.В., Даллманн Х.Г., МакГенри К.С. (декабрь 1995 г.). «Комплекс DnaX голофермента ДНК-полимеразы III Escherichia coli. Комплекс chipsi функционирует за счет увеличения сродства тау и гамма к дельта.дельта' до физиологически значимого диапазона» . Ж. Биол. Хим . 270 (49): 29570–7. дои : 10.1074/jbc.270.49.29570 . ПМИД 7494000 .
- ^ Келман З., О'Доннелл М. (1995). «Голофермент ДНК-полимеразы III: структура и функции хромосомной реплицирующей машины». Анну. Преподобный Биохим . 64 : 171–200. дои : 10.1146/annurev.bi.64.070195.001131 . ПМИД 7574479 .
Внешние ссылки
[ редактировать ]- Обзор в Университете штата Орегон
- ДНК + Полимераза + III в Национальной медицинской библиотеке США по медицинским предметным рубрикам (MeSH)
- Борьба с патогенными бактериями – как отключить ключевой комплекс ДНК-полимеразы
