bakteerien Replikisomi

E. coli-replikisomin etuosassa heksamerikaalinen dnab-proteiini ympäröi yhden DNA-juosteen. Tämä helikaasi käyttää ATP: n hydrolyysin energiaa duplex-DNA: n erottamiseen kahdeksi tytärjuosteeksi translokoimalla 5′ – 3′ juostetta pitkin sen keskihuokosissa. Yksijuosteiset DNA: ta sitovat (SSB) proteiinit päällystävät jokaisen yksittäisen juosteen replikaatiota estävien DNA: n sekundaarirakenteiden poistamiseksi. DNA polymeraasi (Pol) III, yksi proteiinikompleksi kussakin tytärjuosteessa, käyttää sitten tätä yksijuosteista DNA: ta mallina täydentävän juosteen syntetisoimiseksi. Pol III: lla on high fidelity, jonka virhetaso on noin yksi mutaatio jokaista toistettua 10-5-10-6 emästä kohti. Kuitenkin, jos Pol III sisältää virheellisesti väärän nukleotidin, oikoluku 3′ – 5 ’ eksonukleaasi polymeraasissa poistaa väärän nukleotidin. Β-puristin, dimeerinen rengas (paneeli C), sitoo Pol III: n DNA: han ja varmistaa, että polymeraasi pysyy kiinni DNA: ssa (ts., se antaa suuren processivity Pol III) (Kong et al., 1992). Multiproteiinipuristimen lataaja käyttää ATP: n hydrolyysin energiaa β-puristimen dimeerin avaamiseen ja sen jälkeen sen sulkemiseen templaatti-DNA: n ympärille. Pihtilataajan τ-alayksiköt sisältävät C-päätteisissä päissään laajennuksia, jotka järjestävät replikaation sitomalla samanaikaisesti Pol III: n ja DnaB: n.

DNA-juosteiden antiparallelaarinen rakenne edellyttää, että yksi juoste (eli viivyttelevä juoste) syntetisoidaan 1-2 kilobaasikappaleen sarjaksi, jota kutsutaan Okazakin fragmenteiksi (paneeli D). Okazakin fragmenttien luomiseksi Pol III translokoituu DNA: ta pitkin Pol III-kompleksin vastakkaiseen suuntaan johtavassa säikeessä ja koko replikaatiohaarukassa (eli haarukan etenemisessä) (Kornberg and Baker, 1992). Näin syntyy DNA-silmukka jälkijuovan β-puristimen ja replikaatiohaarukan päässä olevan helikaasin välille (paneeli D, Vaihe 1). Seuraavaksi dnag primaasi katalysoi replikaatiohaarukan lähellä olevan lyhyen RNA-fragmentin eli RNA-primerin synteesiä (paneeli D, Vaihe 2) (Frick and Richardson, 2001). Pihtikuormaaja kokoaa sitten uuden β-puristimen RNA-pohjamaalin ympärille (paneeli D, Vaihe 3). Kun Pol III on jäljessä juoste täydentää (tai lähes täydentää) synteesi Okazaki fragmentti, Pol III vapauttaa puristin, ja silmukka romahtaa (paneeli D, Vaihe 4). Tämä Pol III-kompleksi liittyy sitten RNA-primerin uuteen β-puristimeen ylävirtaan ja aloittaa seuraavan Okazaki-fragmentin synteesin. Kun tämä uusi Okazaki on valmis, Pol I korvaa RNA-alkeenit DNA: lla ja ligaasi yhdistää fragmentit jatkuvaksi DNA-ketjuksi. Tätä nelivaiheista sykliä kutsutaan replikaation ”pasuunamalliksi”, koska ensimmäisessä vaiheessa muodostuva DNA-silmukka muistuttaa pasuunan liukua (Sinha et al., 1980).