Holoenzym DNA polymerázy III - DNA polymerase III holoenzyme

„Pol III“ přeadresuje tady. Norské strážní plavidlo z druhé světové války viz HNoMS Pol III.
Schematický obrázek DNA polymeráza III * (s podjednotkami).

Holoenzym DNA polymerázy III je primární enzym komplex zapojený do prokaryotický replikace DNA. Objevil jej Thomas Kornberg (syn Arthur Kornberg ) a Malcolm Gefter v roce 1970. Komplex má vysokou zpracovatelnost (tj. počet nukleotidy přidáno na jednu událost vazby) a konkrétně s odkazem na replikaci E-coli genom, pracuje ve spojení se čtyřmi dalšími DNA polymerázami (Pol I, Pol II, Pol IV, a Pol V ). Být primární holoenzym podílí se na replikační aktivitě, DNA Pol III holoenzym má také korektury, které opravují chyby replikace pomocí exonukleáza čtení aktivity 3 '→ 5' a syntéza 5 '→ 3'. DNA Pol III je součástí replisome, který je umístěn na replikační vidlici.

Součásti

Odpověď se skládá z následujících položek:

  • 2 Enzymy DNA Pol III, z nichž každý obsahuje α, ε a θ podjednotky. (Bylo prokázáno, že v replisomu je třetí kopie Pol III.[1])
    • α podjednotka (kódovaná dnaE gen) má polymerázovou aktivitu.
    • podjednotka ε (dnaQ ) má aktivitu 3 '→ 5' exonukleázy.
    • podjednotka θ (otvor ) stimuluje korektury podjednotky ε.
  • 2 β Jednotky (dnaN ), které fungují jako posuvné DNA svorky udržují polymerázu navázanou na DNA.
  • 2 τ Jednotky (dnaX ), které působí na dimerizaci dvou základních enzymů (podjednotky α, ε a θ).
  • 1 y jednotka (také dnaX), která slouží jako upínací zavaděč pro zaostávající vlákno Okazaki fragmenty, pomáhá dvěma β podjednotkám vytvořit jednotku a vázat se na DNA. Γ jednotka je tvořena 5 γ podjednotkami, které zahrnují 3 γ podjednotky, 1 δ podjednotku (holA ) a 1 δ 'podjednotka (holB ). Δ se podílí na kopírování zaostávajícího vlákna.
  • Χ (holC ) a Ψ (držet ), které tvoří komplex 1: 1 a váží se na γ nebo τ. X může také zprostředkovat přechod z RNA primeru na DNA.[2]

Aktivita

DNA polymeráza III syntetizuje páry bází rychlostí kolem 1000 nukleotidů za sekundu.[3] Aktivita DNA Pol III začíná po oddělení řetězců na počátku replikace. Protože syntéza DNA nemůže začít de novo, an RNA primer, komplementární k části jednovláknové DNA, je syntetizován pomocí primase (an RNA polymeráza ):

("!" pro RNA „„ $ “pro DNA, "*" pro polymeráza )

-------->          * * * *! ! ! !  _ _ _ _    _ _ _ _ | RNA   |   <--ribóza páteřní (cukr) -fosfátová G U A U | Pol   |   <--RNA primer * * * * | _ _ _ _ | <- vodíková vazba C A T A G C A T C C <-šablona ssDNA (jednovláknové DNA )_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ <--deoxyribóza (cukr) -fosfátová páteř $ $ $ $ $ $ $ $ $ $

Přidání na 3'OH

Jak replikace postupuje a replisome postupuje vpřed, DNA polymeráza III dorazí k RNA primeru a začne replikovat DNA přidáním na 3'OH primeru:

         * * * *! ! ! !  _ _ _ __ _ _ _ | DNA   |   <--deoxyribóza páteřní (cukr) -fosfátová G U A U | Pol   |   <--RNA primer * * * * | _III_ _ | <- vodíková vazba C A T A G C A T C C <-šablona ssDNA (jednovláknové DNA )_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ <--deoxyribóza (cukr) -fosfátová páteř $ $ $ $ $ $ $ $ $ $

Syntéza DNA

DNA polymeráza III poté syntetizuje spojitý nebo diskontinuální řetězec DNA, v závislosti na tom, zda k tomu dochází na předním nebo zaostávajícím řetězci (Okazakiho fragment ) DNA. DNA polymeráza III má vysokou procesivitu, a proto syntetizuje DNA velmi rychle. Tato vysoká procesivita je částečně způsobena β-svorkami, které se „drží“ na řetězcích DNA.

        ----------->                    * * * *! ! ! ! $ $ $ $ $ $ _ _ _ __ _ _ _ _ _ _ _ _ _| DNA   |   <--deoxyribóza páteřní (cukr) -fosforečnanG U A U C G T A G G | Pol   |   <--RNA primer * * * * * * * * * * | _III_ _ | <- vodíková vazba C A T A G C A T C C <-šablona ssDNA (jednovláknové DNA )_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ <--deoxyribóza (cukr) -fosfátová páteř $ $ $ $ $ $ $ $ $ $

Odstranění primeru

Po replikaci požadované oblasti je RNA primer odstraněn pomocí DNA polymeráza I prostřednictvím procesu překlad nicku. Odstranění primeru RNA umožňuje DNA ligáza ligovat DNA-DNA nick mezi novým fragmentem a předchozím řetězcem. DNA polymeráza I a III je spolu s mnoha dalšími enzymy vyžadována pro vysokou věrnost a vysokou procesivitu replikace DNA.

Viz také

Reference

  1. ^ Reyes-Lamothe R, Sherratt D, Leake M (2010). „Stechiometrie a architektura aktivních strojů pro replikaci DNA v Escherichia Coli“. Věda. 328 (5977): 498–501. doi:10.1126 / science.1185757. PMC  2859602. PMID  20413500.
  2. ^ Olson MW, Dallmann HG, McHenry CS (prosinec 1995). "Komplex DnaX holoenzymu DNA polymerázy III Escherichia coli. Komplex chi psi funguje tak, že zvyšuje afinitu tau a gama k delta.delta 'na fyziologicky relevantní rozmezí". J. Biol. Chem. 270 (49): 29570–7. doi:10.1074 / jbc.270.49.29570. PMID  7494000.
  3. ^ Kelman Z, O'Donnell M (1995). "DNA polymeráza III holoenzym: struktura a funkce chromozomálního replikátoru". Annu. Biochem. 64: 171–200. doi:10.1146 / annurev.bi.64.070195.001131. PMID  7574479.

externí odkazy