bakteriell Replisom

på framsidan av E. coli-replisomen omger det hexameriska dnab-proteinet en DNA-sträng. Detta helikas använder energin från ATP-hydrolys för att separera duplexdnaet i två dottersträngar genom att translokera 5′ till 3′ längs strängen inom dess centrala pore. Enkelsträngade DNA-bindande (SSB) proteiner täcker varje enskild sträng för att avlägsna DNA-sekundära strukturer som skulle hindra replikering. DNA-polymeras (Pol) III, ett proteinkomplex på varje dottersträng, använder sedan detta enkelsträngade DNA som en mall för att syntetisera en komplementär sträng. Pol III har hög trohet, med en felfrekvens på ungefär en mutation för varje 10-5 till 10-6 baser replikeras. Om Pol III felaktigt inkorporerar en felaktig nukleotid, tar ett korrekturläsning av 3′ till 5 ’ exonukleas i polymeraset bort den felaktiga nukleotiden. Den gula klämman, en dimerisk ring (panel C), binder Pol III till DNA och säkerställer att polymeraset förblir fäst vid DNA (dvs., det ger hög processivitet till Pol III) (Kong et al., 1992). Multiproteinklämlastaren använder energin från ATP-hydrolys för att öppna chubbi-klämdimeren och därefter stänga den runt mall-DNA. Underenheterna för klämlastaren innehåller förlängningar vid sina C-terminaländar som organiserar replisomen genom att samtidigt binda Pol III och DnaB.

den antiparallella strukturen hos DNA-strängarna kräver att en sträng (dvs den släpande strängen) syntetiseras i en serie av 1-2 kilobasstycken, kallade Okazaki-fragment (panel D). För att skapa Okazaki-fragment translokerar Pol III längs DNA i motsatt riktning av Pol III-komplexet på den ledande strängen och hela replisomen vid replikationsgaffeln (dvs gaffelprogression) (Kornberg och Baker, 1992). Detta skapar en DNA-slinga mellan den eftersläpande strängen och helikaset i spetsen för replikeringsgaffeln (panel D, steg 1). Därefter katalyserar Dnagprimas syntesen av ett kort RNA-fragment, kallat en RNA-primer, nära replikationsgaffeln (panel D, steg 2) (Frick och Richardson, 2001). Klämlastaren monterar sedan en ny klämma i form av en ny klämma i form av en klämma runt RNA-primern (panel D, steg 3). När Pol III på den släpande strängen fullbordar (eller nästan fullbordar) syntesen av Okazaki-fragmentet, släpper Pol III klämman och slingan kollapsar (panel D, steg 4). Detta Pol III-komplex associerar sedan med den nya megapixelklämman på RNA-primern uppströms och börjar syntesen av nästa Okazaki-fragment. När denna nya Okazaki är klar ersätter Pol i RNA-primers med DNA och ett ligas förenar fragmenten i en kontinuerlig kedja av DNA. Denna fyrstegscykel kallas” trombon ” – modellen för replikering eftersom DNA-slingan som bildas i det första steget liknar bilden av en trombon (Sinha et al., 1980).