- •Калинин Виталий Леонидович. Репликация генома
- •Классификация днк-полимераз
- •Днк-полимеразы e. Coli
- •1.2.1. Днк-полимераза I e.Coli
- •1.2.2. Днк-полимераза II e.Coli
- •1.2.3. Днк-полимераза III e. Coli
- •1.3. Эукариотические днк-полимеразы и днк-полимеразы археев
- •1.3.1. Днк-полимераза
- •Главные эукариотические днк-полимеразы
- •1.3.2. Днк-полимераза
- •1.3.3. Днк-полимераза
- •1.3.4. Днк-полимеразы и
- •1.3.5. Днк-полимеразы археев
- •1.4. Скользящие зажимы днк-полимераз и их погрузчики
- •1.4.1. Скользящие зажимы – факторы процессивности днк-полимераз
- •1.4.2. Погрузчики скользящего зажима
- •Литература
- •Глава 2. Вспомогательные белки репликации днк
- •2.1. Днк-геликазы
- •2.1.1. Общая характеристика геликаз
- •5’3’ 3’5’
- •3’ 5’
- •1 22 138 174 345 471
- •2.1.3. Днк-геликаза репликативной вилки у эукариотов
- •2.1.4. Механизм действия гексамерных днк-геликаз
- •1 10 70 245
- •2.2. Белки, связывающие однонитевую днк
- •1 21 254 301
- •Домены dвр-а - dвр-d белка rpAизображены в виде ладоней, а онДнк – в виде стрелки
- •2.3. Праймазы
- •1 100 200 300 400 500 582
- •1 2 3 4 5 6
- •2.4. Днк-лигазы
- •2.5. Днк-топоизомеразы
- •Литература
- •Глава 3. Инициация репликации хромосомной днк
- •3.1. Инициация репликации хромосомы e. Coli
- •3.1.1. Белок-инициатор DnaA
- •1 56 129 350 429
- •Ihf r5(m)
- •3.1.3. Этапы инициации репликации на онр oriC
- •3.1.4. Регуляция инициации репликации хромосомы e. Coli
- •Секвестрирование oriC
- •3.2. Инициация репликации у дрожжей Saccharomyces cerevisiae
- •3.2.1. Области начала репликации (онр) ars и комплекс узнавания онр (orc)
- •Gaaaagcaagcataaaagatctaaacataaaa tctgtaaaataaca
- •Изогнутыми стрелками отмечены сайты инициации двунаправленной репликации хромосомной днк. Приведена последовательность комплементарной нити сайта acs
- •3.2.2. Этапы пути инициации репликации на онр у дрожжей
- •3.3. Инициация репликации у высших эукариотов
- •3.3.1. Белковые компоненты и путь инициации репликации
- •3.3.2. Проблема существования областей начала репликации у высших эукариотов
- •90 40 60 165 330 65 190 (П.Н.)
- •17 5 23 (Т.П.Н.)
- •55 Т.П.Н.
- •Caaaagcaagacaaa gacaagc tccaaataagattca Ori хомячка (cho)
- •3.4. Регуляция инициации репликации в эукариотических клетках
- •Литература
Глава 3. Инициация репликации хромосомной днк
3.1. Инициация репликации хромосомы e. Coli
3.1.1. Белок-инициатор DnaA
Белок DnaA играет ключевую роль в инициации репликации хромосомы у многих бактерий. Он последовательно выполняет 3 главные функции: 1) узнает область начала репликации oriC, последовательно связываясь с нонамерными повторами в ДНК – блоками DnaA; 2) способствует расплетанию легкоплавких АТ-богатых участков ДНК oriC; 3) вербует на расплетенные участки oriC ДНК-геликазу DnaB.
У E. coli белок DnaA имеет длину 467 остатков (рис. 3.1) и состоит из 4 определяемых гомологией доменов (I-IV), каждый из которых в разной степени участвует в инициации репликации на oriC. Наиболее консервативными среди бактериальных белков DnaA являются домены III и IV (остатки 130-350 и 351-367 соответственно). Несколько меньше гомология в N-концевом домене I (остатки 1-56), а домены II (остатки 57-129 у E. coli) белков DnaA у разных бактерий сильно различаются по длине и аминокислотной последовательности и иногда рассматриваются как неконсервативные гибкие линкеры, так как вставки или делеции в большей части домена II не влияют на функции.
Все белки DnaA имеют модульную структуру. Первые 86 остатков DnaA образуют домен олигомеризации, состоящий из гептадных повторов гидрофобных остатков. Этот домен участвует в образовании мультимерных комплексов белка DnaA на ДНК oriC. Он может обеспечивать и димеризацию других белков. Так, слияние домена олигомеризации DnaA с N-концевым доменом связывания с ДНК репрессора CI фага придает химерному белку способность к димеризации. Домен олигомеризации DnaA перекрывается с частью домена, связывающего геликазу DnaВ (остатки 24-86). В физическом контакте с DnaВ участвуют также остатки 136-148 белка DnaA. Впрочем, считается, что для эффективной функции погрузки на oriС белка DnaВ требуются почти все области DnaA.
Центральный домен III имеет открытую изогнутую структуру , типичную для связывающих нуклеотиды белков, и содержит контактный участок для связывания нуклеотидов (остатки 168-236), критическую роль в котором играет остаток лиз178. Белок DnaA может связывать АТФ и АДФ. Связывание АТФ вызывает изменение конформации DnaA. Комплекс DnaA-АТФ абсолютно необходим для инициации репликации и является функционально активным, в отличие от неактивного комплекса с АДФ. Весь домен III обладает характеристической АТФазной активностью, но она низка и требует стимуляции другими белками. Этот домен необходим для локального расплетания ДНК в АТ-богатых областях oriC. Однако гидролиз АТФ не требуется для активности DnaA, и АТФ можно заменить на его негидролизуемый аналог АТФS.
Короткий участок в начале домена IV (остатки 372-381) участвует в регуляторных взаимодействиях DnaA с кислыми фосфолипидами клеточной мембраны. Большая часть домена IV (остатки 374-467) необходима и достаточна для специфического связывания с ДНК. В таком связывании белок DnaA узнает консервативные участки ДНК длиной 9 п.н. – “блоки DnaA” c консенсусной последовательностью 5’-ТТАТ(C/А)САСА. С этими блоками белок DnaA может взаимодействовать кооперативно и образовывать мультимерные комплексы за счет белок-белковых взаимодействий. Домен связывания с ДНК состоит из трех -спиралей: амфипатических спиралей А и В с основной петлей между ними и длинной спирали С. Мутации во всех этих участках домена связывания с ДНК могут нарушать ассоциацию DnaA с ДНК. Мутации, затрагивающие первые 12 остатков на N-конце спирали С изменяют специфичность узнавания последовательности блока DnaA.