DNA replikatsiooni initsiatsioon

DNA replikatsiooni initsiatsioon on DNA sünteesi esimene samm ehk sünteesi alustamine, millele järgnevad DNA-ahela elongatsioon ehk sünteesitava ahela pikendamine ja terminatsioon ehk sünteesi lõpetamine.[1] Organismidele on väga oluline geneetilise materjali paljundamine ja tütarrakkudesse edasi kandumine. Et kopeerida kogu genoomi ühe korra iga rakutsükli jooksul, peavad olemas olema mehhanismid, mis tagaksid, et DNA replikatsioon kulgeks lõpuni ja ei algaks uuesti enne uut rakutsüklit. Kuigi DNA replikatsioon on evolutsiooniliselt vana protsess, on elu domeenides erinevad mehhanismid, mis reguleerivad genoomi duplitseerimist.[2]

Prokarüootides

Prokarüootides, näiteks soolekepikeses (Escherichia coli), replitseeritakse väike tsirkulaarne genoom vaid ühest alguspunktist (ingl origin – oriC) ja DNA replikatsiooni initsiatsiooni kontrollib peamiselt initsiaatorvalgu DnaA seondumine oriC-le. DnaA on AAA+ (ingl ATPases Associated with diverse cellular Activities) tüüpi valk, mis sisaldab seondumisdomeene ATP/ADP-ga ja DNA-ga. Kui rakku on kogunenud piisavalt ATP-DnaA-d, siis moodustub replikatsiooni alguspunktile aktiivne initsiaatorkompleks ja DNA-ahelad avanevad ning seondub replikatiivne helikaas DnaB. DnaA inaktiveerimine või oriC arestimine tagavad, et replikatsiooni initsiatsioon ei toimuks rakutsüklite vahel. OriC aktiivsust reguleeritakse DNA metüleerimise ja spetsiifiliste oriC-ga seonduvate valkude kaudu. DnaA aktiivsust reguleeritakse läbi valkude, mis põhjustavad ATP-DnaA hüdrolüüsi, ja läbi DnaA-ga seonduvate DNA elementide, mis kontrollivad DnaA asukohta raku sees. Initsiatsiooniks on oluline ka dnaA geeni ekspressiooni regulatsioon.[3]

oriC

E. coli genoomis on ainult üks replikatsiooni alguspunkt, mida nimetatakse oriC. Selle pikkuseks on 245 aluspaari ja selles on kaks konserveerunud piirkonda:

  1. 13 aluspaari pikkune A:T-rikas järjestus GATCTNTTNTTTT kolmes tandeemses korduses, mis vastutab DNA kaksikahela lahtihargnemise eest;
  2. 9 nukleotiidi pikkune järjestus TTATNCANA nelja kordusena, mis on initsiaatorvalgu seondumiskohaks.

G:C-paaride vahel on kolm vesiniksidet, aga kuna A:T-paaride vahel on kaks vesiniksidet, siis hargnevad A:T-rikkad DNA-ahelad kergemini lahti ja denaturatsiooniks kulub vähem energiat.[4]

Eukarüootides

Eukarüootides erineb genoomi organisatsioon ja regulatsioon prokarüootide omast. Eukarüootne genoom on jagatud mitmetesse lineaarsetesse kromosoomidesse, mis igaüks sisaldab mitmeid potentsiaalseid replikatsiooni alguspunkte. Selline genoomi organiseerimine on aja jooksul võimaldanud genoomil suureneda, kuid samal ajal paneb teatud piirangud DNA replikatsiooni regulatsioonile. Et tagada iga kromosoomi terviklik ja õigeaegne kopeerimine, peab replikatsiooni initsieerimine mitmetest replikatsiooni alguspunktidest olema kooskõlastatud. See saavutatakse DNA replikatsiooni range kontrolliga rakutsükli jooksul. Eukarüootide replikatsiooni alguspunktides toimub DNA replikatsioon kahes järjestikuses etapis, mis on ajaliselt (toimub erinevates rakutsükli faasides) reguleeritud.[2]

Pre-replikatiivse kopmleksi moodustumine ja aktiivseks replisoomiks muutumine. 1) G1-faasis toovad Cdc6 ja Cdt1 MCM2–7 kompleksid replikatsiooni alguspunktidesse, mille on ORC ära tundnud. Toimub MCM kompleksi laadimine DNA-le. 2) S-faasi alguses toimub CDK ja DDK vahendusel pre-RC fosforüleerimine. Cdc6 ja Cdt1 pole enam vajalikud ja nad viiakse tuumast välja degradeerimisele. 3) S-faasis pannake kokku replisoom ning MCM-id ning temaga seondunud GINS ja Cdc45 harutavad DNA lahti ja paljastavad matriits DNA replikatiivsetele polümeraasidele. Sellega on replikatsioonikahvel käivitunud ja replikatsioon initsieeritud. "P" tähistab fosforüleerimist

Litsentseerimine

Esimene etapp hõlmab replikatiivse helikaasi MCM2–7 (ingl minichromosome maintenance) kompleksi laadimist replikatsiooni alguspunktidele. Selleks on vajalik replikatsiooni alguspunkti äratundva kompleksi (ingl origin recognition complex (ORC)), Cdc6 (ingl cell division cycle 6) ja Cdt1 (ingl chromatin licensing and DNA replication factor 1) osalemine. ORC seondub replikastiooni alguspunktidele, mis toob kaasa valkude Cdc6 ja Cdt1 seondumise. Need kolm litsentseeerimise faktorit suunavad helikaasi MCM2–7 laadimist ümber kaheahelalise DNA (ingl double-stranded DNA – dsDNA). Sellist inaktiivset helikaasi nimetatakse pre-replikatiivseks kompleksiks (ingl pre-replicative complex – pre-RC). Pre-RC moodustumine toimub hilises mitoosis ja G1-faasis.[5] Seda esmast etappi eukarüootide DNA replikatsiooni initsiatsioonis nimetatakse litsentseerimiseks, kuna see on kromosoomidele eeltingimuseks, et neil oleks potentsiaal või litsents, et replitseeruda järgnevas S-faasis.[2]

Helikaasi aktiveerimine

Teine etapp toimub S-faasis, kus pre-RC muudetakse aktiivseks helikaasiks, mis kerib lahti kaheahelaist DNA-d, tekitades replikatsioonikahvli ja lubades DNA polümeraasidel kopeerida teine DNA-ahel. Helikaasi aktiveerimine kujutab endast CMG kompleksi (Cdc45, MCM2–7 kompleks, GINS kompleks) moodustumist. Litsentseeritud replikastiooni alguspunktidelt DNA sünteesi initsiatsiooniks on vajalikud kaks proteiinkinaasi: tsükliin-sõltuv kinaas (ingl cyclin-dependent kinase – CDK) ja Dbf4-st sõltuv kinaas (ingl Dbf4-dependent kinase – DDK).[5] Mõlemad kinaasid fosforüleerivad MCM kompleksi, mis toob kaasa Cdc45 ja GINS kompleksi seondumise ning täieliku replisoomi moodustumise. Replisoom on täielik replikatsiooniaparaat, mis duplitseerib DNA-d mõlemasuuneliselt poolkonservatiivsel viisil. Replisoomi moodustumisega lõppeb initsiatsioon ja algab DNA replikatsiooni elongatsioon.[6]

MCM valgud

MCM (ingl minichromosome maintenance) valguperekond on saanud oma nime 1980. aastate alguses Bik-Kwoon Tye laboris tehtud Saccharomyces cerevisiae mutantide uuringust, kust need minikromosoomi säilitamise defektiga seotud valgud esmakordselt eraldati. MCM valguperekonna olulisemad kuus valku on MCM2 kuni MCM7, mis on vajalikud DNA replikatsioonil. MCM valgud kuuluvad AAA+ (ingl ATPases Associated with diverse cellular Activities) valkude perekonda ja sisaldavad tugevalt konserveerunud järjestuselemente ATP seondumiseks ja hüdrolüüsiks, mis varustavad helikaasi energiaga. MCM valgud moodustavad heksameerse ring-kompleksi: -3-7-4-6-2-5-.[7]

CMG kompleks

CMG kujutab endast Cdc45 (ingl cell division cycle 45), MCM2–7 (ingl minichromosome maintenance) ja GINS valgukompleksi, mis kerib replikatsiooni alguspunktis lahti kaheahelalist DNA-d.[5] GINS akronüüm on moodustatud jaapani keele numbritest 5, 1, 2, 3 (go-ichi-ni-san), tähistamaks subühikuid Sld5-Psf1-Psf2-Psf3.[6] MCM2–7 kompleks omab ainult siis helikaasset aktiivsust, kui see on seotud Cdc45 ja GINS kompleksiga. MCM2–7 on ainsana ATPaas, kusjuures Cdc45 ja GINS seondumine suurendab ATP hüdrolüüsi taset, muutes MCM subühikute asetust selleks optimaalsemaks. Cdc45 ja GINS seondumine MCM2–7 kompleksile suurendab ka selle DNA-ga seondumise efektiivsust.[8]

Viited

  1. Heinaru, A. 2012. Geneetika, lk 227. Tartu: Tartu Ülikooli Kirjastus.
  2. 2,0 2,1 2,2 Zagerman, P. (2014). Evolutionary conservation of the CDK targets in eukaryotic DNA replication initiation. Chromosoma. 124(3):309–21.
  3. Skarstad, K., Katayama, T. (2013). Regulating DNA replication in bacteria. Cold Spring Harb Perspect Biology 5(4):a012922.
  4. Heinaru, A. 2012. Geneetika, lk 234. Tartu: Tartu Ülikooli Kirjastus.
  5. 5,0 5,1 5,2 Siddiqui, K., On, K. F., Diffley, J. F. X. (2013). Regulating DNA Replication in Eukarya. Cold Spring Harb Perspect Biology 5(9):a012930.
  6. 6,0 6,1 Sclafani, R. A., Holzen, T. M. (2007). Cell cycle regulation of DNA replication. Annu. Rev. Genet. 41, 237–280.
  7. Forsburg, S.L. (2004). Eukaryotic MCM proteins: Beyond replication initation. Microbiol. Mol. Biol. Rev. 68, 109–131.
  8. Ilves, I., Petrojevic, T., Pesavento, J. J., Botchman, M. R. (2010). Activation of the MCM2–7 helicase by association with Cdc45 and GINS proteins. Mol. Cell 37:247–258.

Kirjandus

  • Ain Heinaru. Geneetika. Tartu: Tartu Ülikooli Kirjastus. 2012.

Read other articles:

Lev PontryaginLev Semenovich Pontryagin (kiri)Lahir(1908-09-03)3 September 1908Moskwa, Kekaisaran RusiaMeninggal3 Mei 1988(1988-05-03) (umur 79)Moskwa, Uni SovietKebangsaanUni SovietKarier ilmiahBidangMatematikaPembimbing doktoralPavel AlexandrovMahasiswa doktoralDmitri AnosovVladimir BoltyanskyRevaz GamkrelidzeEvgenii Mishchenko [ru]Mikhail PostnikovMikhail Zelikin Lev Semyonovich Pontryagin (bahasa Rusia: Лев Семёнович Понтрягин, juga disebut Pontr...

 

  Pez estandarte del mar Rojo Estado de conservaciónPreocupación menor (UICN 3.1)[1]​TaxonomíaReino: AnimaliaFilo: ChordataClase: ActinopterygiiOrden: PerciformesFamilia: ChaetodontidaeGénero: HeniochusEspecie: H. intermediusSteindachner, 1893[editar datos en Wikidata] El pez estandarte del Mar Rojo (Heniochus intermedius) es un pez marino, de la familia de los Chaetodontidae. Debe su nombre común, pez estandarte del Mar Rojo, a su distribución, pues es endémi...

 

هيرفينغ لوزانو (بالإسبانية: Hirving Lozano)‏  معلومات شخصية الاسم الكامل هيرفينغ رودريغو لوزانو باهينا الميلاد 30 يوليو 1995 (العمر 28 سنة)مدينة مكسيكو، المكسيك الطول 1.77 م (5 قدم 9 1⁄2 بوصة) مركز اللعب وسط الجنسية مكسيكي معلومات النادي النادي الحالي بي إس في آيندهوفن الرق

Ronnie Platt Información personalNacimiento 24 de febrero de 1960 (63 años)Chicago, Illinois, Estados UnidosNacionalidad EstadounidenseInformación profesionalOcupación Músico, PianistaAños activo 80's - presenteGénero RockRock ProgresivoInstrumentos Voz, tecladosArtistas relacionados KansasMiembro de KansasYezda Urfa [editar datos en Wikidata] Ronnie Platt (nacido el 24 de febrero de 1960) es el cantante actual de la banda de rock Kansas. Se unió a la banda en 2014, a t...

 

American politician (1819–1864) John A. WilcoxMember of the U.S. House of Representativesfrom Mississippi's 2nd districtIn office1851 - 1853First Confederate CongressIn office1861-1862 Personal detailsBorn(1819-04-18)April 18, 1819Greene County, North Carolina, U.S.DiedFebruary 7, 1864(1864-02-07) (aged 44)Richmond, Virginia, U.S.Resting placeOak Hill CemeteryWashington, D.C., U.S.Political partyWhigDemocraticRelativesCadmus M. Wilcox (brother)ProfessionPoliticianlawyerMili...

 

Balfour Day riotsPart of November 1945 anti-Jewish riotsLocationAlexandria and Cairo, Kingdom of EgyptDate2–3 November 1945TargetEgyptian JewsAttack typeViolent pogrom, massacreDeaths5 Egyptian Jews killedInjured300 woundedPerpetratorsEgyptian Muslim riots The Balfour Day riots, took place between 2 and 3 November 1945. The riots began as anti-Jewish demonstrations on the 28th anniversary of the Balfour Declaration. Rallies were organised by the right-wing Young Egypt Party and Hassan al-Ba...

Belgian cyclist and TV sports commentator Fred De BruyneDe Bruyne at the 1956 Tour de FrancePersonal informationFull nameFred De BruyneBornAlfred De Bruyne(1930-10-21)21 October 1930Berlare, BelgiumDied4 February 1994(1994-02-04) (aged 63)Seillans, FranceTeam informationDisciplineRoad, trackRoleRiderRider typeClassics specialistAmateur team1953Independent Professional teams1953-1956Mercier-Hutchinson1957Carpano-Coppi1958Carpano1959Peugeot-BP1960Carpano1961Barati Managerial team...

 

  لمعانٍ أخرى، طالع جو أندرسون (توضيح). جو اندرسون معلومات شخصية الميلاد 26 مارس 1982 (العمر 41 سنة)إنجلترا مواطنة المملكة المتحدة  الأب مايلز اندرسون  الحياة العملية المدرسة الأم أكاديمية ويبر دوغلاس للفنون الدرامية  [لغات أخرى]‏  المهنة ممثل اللغات الإنجل...

 

Artikel ini tidak memiliki referensi atau sumber tepercaya sehingga isinya tidak bisa dipastikan. Tolong bantu perbaiki artikel ini dengan menambahkan referensi yang layak. Tulisan tanpa sumber dapat dipertanyakan dan dihapus sewaktu-waktu.Cari sumber: Rian Agung Saputro – berita · surat kabar · buku · cendekiawan · JSTOR Artikel ini perlu dikembangkan agar dapat memenuhi kriteria sebagai entri Wikipedia.Bantulah untuk mengembangkan artikel ini. Jika t...

Church in Sheldon, EnglandSt Giles’ Church, SheldonSt Giles’ Church, Sheldon52°27′34.42″N 1°46′40.8″W / 52.4595611°N 1.778000°W / 52.4595611; -1.778000LocationSheldonCountryEnglandDenominationChurch of EnglandHistoryDedicationSt GilesArchitectureHeritage designationGrade II* listedAdministrationDioceseAnglican Diocese of BirminghamArchdeaconryAstonDeaneryColeshillParishSheldon St Giles’ Church, Sheldon is a Grade II* listed[1] parish church in...

 

This article needs additional citations for verification. Please help improve this article by adding citations to reliable sources. Unsourced material may be challenged and removed.Find sources: Victoria Village – news · newspapers · books · scholar · JSTOR (March 2020) (Learn how and when to remove this template message) For the Australian precinct, see Queen Victoria Village. For the Newfoundland town formerly known as Victoria Village, see Victoria,...

 

This article needs additional citations for verification. Please help improve this article by adding citations to reliable sources. Unsourced material may be challenged and removed.Find sources: Ahmadi Governorate – news · newspapers · books · scholar · JSTOR (May 2022) (Learn how and when to remove this template message) Governorate of Kuwait Governorate in KuwaitAhmadi Governorate JamsherGovernorate FlagMap of Kuwait with Ahmadi highlightedCoordinate...

Oceanarium, theme and marine mammal park Sea WorldThe entrance to Sea WorldLocationMain Beach, Queensland, AustraliaCoordinates27°57′21″S 153°25′33″E / 27.9559°S 153.4257°E / -27.9559; 153.4257Opened30 October 1971; 52 years ago (1971-10-30)OwnerVillage Roadshow Theme ParksOperating seasonYear roundAttractionsTotal14Roller coasters3Water rides1Websitewww.seaworld.com.au Sea World is a marine mammal park, oceanarium, and theme park located ...

 

International border Map of the China-Laos border Chinese and Laotian boundary markers The China–Laos border is the international boundary between China and Laos, which runs for 505 km from the tripoint with Myanmar in the west to the tripoint with Vietnam in the east.[1] Description The border starts in the west at the tripoint with Myanmar on the Mekong river, proceeding southwards via a series of irregular overland lines. The border then turns sharply eastward and continues ...

 

Motor vehicle Chevrolet UplanderOverviewManufacturerGeneral MotorsProductionJune 20, 2004 – September 26, 2008Model years2005–2008 (United States)2005–2009 (Canada and Mexico)AssemblyUnited States: Doraville, Georgia (Doraville Assembly)Body and chassisClassMinivanBody style4-door minivanLayoutTransverse front-engine, front-wheel drive / all-wheel drivePlatformU-body/GMT201RelatedBuick GL8Buick TerrazaPontiac Montana SV6Saturn RelayPowertrainEngine3.5 L LX9 V63.9 L LZ9 V63.9 L...

Belén de los Andaquíes Municipio Parroquia del Sagrado Corazón de Jesús. BanderaEscudo Belén de los AndaquíesLocalización de Belén de los Andaquíes en Colombia Coordenadas 1°24′59″N 75°52′22″O / 1.4163611111111, -75.872722222222Entidad Municipio • País Colombia • CaquetáAlcalde Magno Tomas Rosero Barrera (2020-2023)Eventos históricos   • Fundación 17 de febrero de 1917[1]​Superficie   • Total 118.855 ha que equ...

 

Skyscraper in downtown Seattle, Washington Seattle Municipal TowerLocation within downtown SeattleFormer namesAT&T Gateway TowerKey Bank TowerGeneral informationTypeGovernmentLocation700 Fifth AvenueSeattle Civic CenterSeattle, Washington, U.S.Coordinates47°36′18″N 122°19′47″W / 47.6051°N 122.3298°W / 47.6051; -122.3298Construction started1987Completed1990OwnerCity of Seattle GovernmentManagementCB Richard EllisHeightRoof220.07 m (722.0 ft)Tec...

 

Probability Part of a series onBayesian statistics Posterior = Likelihood × Prior ÷ Evidence Background Bayesian inference Bayesian probability Bayes' theorem Bernstein–von Mises theorem Coherence Cox's theorem Cromwell's rule Principle of indifference Principle of maximum entropy Model building Weak prior ... Strong prior Conjugate prior Linear regression Empirical Bayes Hierarchical model Posterior approximation Markov chain Monte Carlo Laplace's approximation Integrated nested Laplace ...

Housing within which an arcade game's electronic hardware resides This article needs additional citations for verification. Please help improve this article by adding citations to reliable sources. Unsourced material may be challenged and removed.Find sources: Arcade cabinet – news · newspapers · books · scholar · JSTOR (September 2007) (Learn how and when to remove this template message) People playing an arcade game An arcade cabinet, also known as a...

 

County in South Dakota, United States County in South DakotaHyde CountyCountyLocation within the U.S. state of South DakotaSouth Dakota's location within the U.S.Coordinates: 44°33′N 99°29′W / 44.55°N 99.48°W / 44.55; -99.48Country United StatesState South DakotaFounded1883Named forJames HydeSeatHighmoreLargest cityHighmoreArea • Total866 sq mi (2,240 km2) • Land861 sq mi (2,230 km2) • ...

 

Strategi Solo vs Squad di Free Fire: Cara Menang Mudah!