bacterieel Replisoom

aan de voorzijde van het E. coli-replisoom omcirkelt het hexamerische DnaB-eiwit één DNA-streng. Deze helicase gebruikt de energie van ATP hydrolyse om duplexdna in twee dochterbundels te scheiden door 5′ Aan 3′ langs de bundel binnen zijn centrale porie te transloceren. De enig-bundel DNA-bindende (SSB) proteã NEN bedekken elke individuele bundel om secundaire structuren van DNA te verwijderen die replicatie zouden belemmeren. De polymerase (Pol) III van DNA, één proteã ne complex op elke dochter bundel, dan gebruikt Dit single-stranded DNA als malplaatje om een aanvullende bundel samen te stellen. Pol III heeft een hoge getrouwheid, met een foutenpercentage van ongeveer één mutatie voor elke 10-5 tot 10-6 gerepliceerde basen. Nochtans, als Pol III ten onrechte een onjuist nucleotide opneemt, verwijdert een proofreading 3′ aan 5′ exonuclease binnen de polymerase het onjuiste nucleotide. De β-klem, een dimere ring (Paneel C), bindt Pol III aan het DNA en zorgt ervoor dat de polymerase in bijlage aan het DNA blijft (d.w.z., het verleent een hoge processiviteit aan Pol III) (Kong et al., 1992). De multiprotein klemlader gebruikt de energie van ATP hydrolyse om het β klemdimer te openen en vervolgens het rond malplaatjedna te sluiten. De τ-subeenheden van de klemlader bevatten uitbreidingen aan hun C-einduiteinden die het replisome organiseren door gelijktijdig Pol III en DnaB te binden.

De antiparallelstructuur van de DNA-strengen vereist dat één streng (d.w.z., de achterblijvende streng) wordt gesynthetiseerd in een reeks van 1-2 kilobase stukken, genaamd Okazaki fragmenten (Paneel D). Om Okazaki-fragmenten te creëren, transloceert Pol III langs het DNA in de tegenovergestelde richting van het Pol III-complex op de leidende streng en het hele replisoom bij de replicatievork (d.w.z. vorkprogressie) (Kornberg and Baker, 1992). Dit leidt tot een lijn van DNA tussen de klem β op de achterblijvende bundel en de helicase bij het hoofd van de replicatievork (Paneel D, stap 1). Vervolgens katalyseert DnaG primase de synthese van een kort RNA-fragment, genoemd een RNA-primer, nabij de replicatievork (Paneel D, stap 2) (Frick and Richardson, 2001). De klemlader monteert vervolgens een Nieuwe β-klem rond de RNA-primer (panel D, stap 3). Wanneer Pol III op de achterliggende streng de synthese van het Okazaki-fragment voltooit (of bijna voltooit), laat Pol III de klem los en stort de lus in (Paneel D, stap 4). Dit Pol III-complex associeert dan met de nieuwe β-klem op de RNA-primer stroomopwaarts en begint de synthese van het volgende Okazaki-fragment. Wanneer deze nieuwe Okazaki volledig is, vervangt Pol I RNA-primers door DNA en voegt een ligase de fragmenten samen in een continue keten van DNA. Deze vier-stap cyclus wordt genoemd het “trombone” model van replicatie omdat de lus van DNA die in de eerste stap vormt op de dia van een trombone lijkt (Sinha et al., 1980).