Праймосомы
Синтез олигорибонуклеотидного праймера, необходимого для синтеза ДНК, осуществляемого ДНК-полимеразой, катализируют ферменты, обладающие РНК-полимеразной активностью. В клетках E. coli единственным ферментом, осуществляющим инициацию синтеза на опережающей цепи, является праймаза – белок гена dnaG.
Инициация фрагментов Оказаки на отстающей цепи происходит по другому механизму, но осуществляется тоже рибо-праймерами длиной 6–10 нуклеотидов. Структура этих праймеров более разнообразна. Праймазы чаще узнают фрагменты матрицы, имеющие следующую структуру : 3'-C2A2C2-5', 3'-C2AC3-5', 3'-C2A2T2-5'.
Ферменты инициации вместе со вспомогательными белками входят в состав сложных комплексов – праймосом, которые, в свою очередь, являются компонентами реплисом, осуществляющих процесс полной репликации. Праймосома E. coli обладает молекулярной массой около 106 D и включает ~20 полипептидов (табл. 5.2).
Таблица 5.2
Белки, участвующие в репликации
Белок
|
Мол. масса, D kD
|
К-во субъединиц
|
Функция
|
SSB
|
18,5
|
4
|
Связывание одноцепочечной ДНК
|
Белок i
|
22
|
3
|
Ансамбль праймосомы
|
n
|
14
|
2
|
n'
|
76
|
1
|
n''
|
17
|
1
|
dnaC
|
29
|
1
|
dnaB
|
50
|
6
|
Праймаза (dnaG)
|
60
|
1
|
ДНК-полимераза III-холофермент
|
380
|
2
|
ДНК-полимераза I
|
102
|
1
|
Удаление праймеров
|
Лигаза
|
74
|
1
|
Легирование
|
Гираза А
|
135
|
2
|
Суперскручивание
|
Гираза B
|
50
|
2
|
Суперскручивание
|
Rep-белок
|
65
|
1
|
|
Хеликаза II
|
75
|
1
|
|
dnaA-белок
|
48
|
|
Инициатор репликации
|
Праймосома передвигается по матрице, катализируя синтез праймера. Она использует энергию АТР за счет ферментативной активности белка n', который гидролизует ATP до ADP и PPi. В комплекс праймасомы входит ДНК-праймаза (продукт гена dnaG), белок n, комплекс 6 молекул белка dna B, молекулы dnaC, молекулы n'', i, количество копий которых не установлено. Праймосоме предшествует образование комплекса одноцепочечной ДНК с тетрамером белка SSB (single-stranded DNA binding protein) во множестве копий. Праймосома движется по опережающей цепи в сторону от 3'- конца матрицы. Она входит в состав более сложного комплекса – реплисомы, осуществляющей полный процесс репликации. Обе цепи ДНК реплицируются одновременно. Фрагменты Оказаки также синтезируются в направлении 5'3', и перемещение работающей ДНК-полимеразы вдоль матричной цепи ДНК при синтезе каждого индивидуального фрагмента Оказаки должно быть противоположным тому, которое имеет место в случае синтеза ведущей цепи. По гипотезе Корнберга отстающая цепь развернута на 180º, и реплисома, включающая праймосому, движется в одном направлении, одновременно реплицируя обе цепи. Эту схему называют моделью тромбона.
У эукариот праймирование осуществляется благодаря комплексу ферментов, включающих ДНК-полимеразу α – праймазу. Мультибелковый репликативный комплекс состоит из более 30 белков, включающих также 3'-5' экзонуклеазу, ДНК-лигазу I, РНКазу Н, ДНК-топоизомеразу I, хеликазу. Комплекс включает также белок, связывающий динуклеотид-аденозин-тетрафосфат – Ар4А. (Имеются данные о том, что праймирование может осуществляться с участием Ар4А). Обычно комплекс ДНК-полимераза-α-праймаза состоит из 4 видов субъединиц (180, 70, 54–58, и 46–50 kD), но количественный их состав может быть различным. Синтез РНК-праймеров начинается с АТР или GTP. Вторым нуклеотидом с 5'-конца является только GMP, причем он связывается праймазой в первую очередь. После образования рибопраймера размером 7–10 нуклеотидов ДНК-полимераза способна наращивать его дезоксирибонуклеотидами.
Достарыңызбен бөлісу: |