Replisomul bacterian

în partea din față a replisomului E. coli, proteina Hexamerică DnaB înconjoară o catenă de ADN. Această helicază folosește energia hidrolizei ATP pentru a separa ADN-ul duplex în două catene fiice prin translocarea 5′ la 3′ de-a lungul catenei din porul său central. Proteinele de legare a ADN-ului cu o singură catenă (SSB) acoperă fiecare catenă individuală pentru a elimina structurile secundare ale ADN-ului care ar împiedica replicarea. ADN polimeraza (Pol) III, un complex proteic pe fiecare catenă fiică, folosește apoi acest ADN monocatenar ca șablon pentru a sintetiza o catenă complementară. Pol III are o fidelitate ridicată, cu o rată de eroare de aproximativ o mutație pentru fiecare 10-5 până la 10-6 baze replicate. Cu toate acestea, dacă Pol III încorporează în mod eronat o nucleotidă incorectă, o exonuclează de la 3′ la 5′ corectată în polimerază elimină nucleotida incorectă. Clema de fixare, un inel dimeric (panoul C), leagă Pol III de ADN și asigură faptul că polimeraza rămâne atașată de ADN (adică., conferă o procesivitate ridicată Pol III) (Kong și colab., 1992). Încărcătorul cu cleme multiproteine utilizează energia hidrolizei ATP pentru a deschide dimerul clemei centimetrice și, ulterior, pentru a-l închide în jurul ADN-ului șablon. Subunitățile a opta ale încărcătorului cu cleme conțin extensii la capetele lor C-terminale care organizează replizomul prin legarea simultană a Pol III și DnaB.

structura antiparalelă a catenelor ADN necesită ca o catenă (adică Catena rămasă) să fie sintetizată într-o serie de bucăți de 1-2 kilobaze, numite fragmente Okazaki (panoul D). Pentru a crea fragmente Okazaki, Pol III se translocă de-a lungul ADN-ului în direcția opusă complexului Pol III pe catena principală și întregul replisom la furca de replicare (adică progresia furcii) (Kornberg și Baker, 1992). Aceasta creează o buclă de ADN între clema de pe lanțul de întârziere și helicaza din capul furcii de replicare (panoul D, pasul 1). Apoi, Primaza DnaG catalizează sinteza unui fragment scurt de ARN, numit primer ARN, în apropierea furcii de replicare (panoul D, pasul 2) (Frick și Richardson, 2001). Încărcătorul clemei asamblează apoi o nouă clemă de fixare în jurul grundului ARN (panoul D, Pasul 3). Când Pol III pe firul rămas completează (sau aproape completează) sinteza fragmentului Okazaki, Pol III eliberează clema și bucla se prăbușește (panoul D, pasul 4). Acest complex Pol III se asociază apoi cu noua clemă XV pe primerul ARN în amonte și începe sinteza următorului fragment Okazaki. Când acest nou Okazaki este complet, Pol i înlocuiește primerii ARN cu ADN și o ligază unește fragmentele într-un lanț continuu de ADN. Acest ciclu în patru etape se numește modelul de replicare „trombon”, deoarece bucla ADN care se formează în prima etapă seamănă cu diapozitivul unui trombon (Sinha și colab., 1980).