Replikaation aloituskohta ( replikaation aloituskohta ) on nukleiinihappomolekyylin fragmentti , josta sen replikaatio alkaa [1] . Replikaation aloituskohdan rakenne ( nukleotidisekvenssi ) on erilainen eri lajeissa , mutta kaikissa organismeissa se on AT - rikas ja siksi alhaalla sulava sekvenssi. Replikaation aloituspiste ja viereiset nukleiinihappofragmentit, joita ei ole erotettu terminaatiokohdista, muodostavat replikaatioyksikön - replikonin . DNA:n replikaatio voi alkaa replikaation aloituskohdasta yhteen tai kahteen suuntaan [2] .
Prokaryoottien kromosomit ja plasmidit sisältävät yhden, harvoin useita DNA-replikaation aloituskohtia ; eukaryoottisissa kromosomeissa on monia tällaisia pisteitä [2] . Myös RNA:n replikaation aloituskohtia on löydetty RNA:ta sisältävistä viruksista , esimerkiksi viruksista, jotka sisältävät kaksijuosteista RNA:ta.
Ennen replikaation alkua replikaatiota edeltävä kompleksi liitetään yleensä replikaation alkupisteeseen .
Geneettisten lokusten nimet, jotka sisältävät replikaation aloituskohdat, sisältävät yleensä kirjainyhdistelmän ori . Konjugaation aikana rullapyörän replikaatio alkaa F-plasmidin oriT -sekvenssistä. Monien organismien mitokondrio-DNA sisältää kaksi ori-sekvenssiä. Ihmisillä niitä kutsutaan oriH :ksi ja oriL :ksi raskaan ja kevyen DNA-juosteen osalta.
Geneettinen lokus, joka sisältää yhden Escherichia colin (E. coli) kromosomin replikaation aloituskohdan, nimettiin oriC:ksi . OriC koostuu 245 emäsparista ja sisältää kaksi toiminnallista aluetta: replikaation aloitustekijän DnaA ja DNA-heliksin primaarisen purkautumisalueen - DUE ( eng. DNA unwinding element ) [2] [7] [8] .
DNAA:ta sitova alueta sitova alue sisältää lukuisia 9-meerin toistoja, jotka toimivat DnaA:n sitoutumiskohtina DNA : Nämä toistot sisältävät DnaA-laatikot , I-kohdat ja τ-kohdat . DnaA-laatikot ovat DNA-fragmentteja, joiden konsensussekvenssi on 5'-TTATNCACA-3'. OriC sisältää 5 DnaA-laatikkoa, joista käytetään nimitystä R1-R5. Nämä laatikot eroavat affiniteetistaan DnaA:lle: R1:llä ja R4:llä on suurin affiniteetti DnaA:ta kohtaan ( Kd = 3–9 nmol ) ja ne sijaitsevat DnaA:n sitoutumisalueen reunoilla oriC :ssä . DnaA-laatikoiden affiniteetti DnaA:lle pienenee järjestyksessä R1=R4>R2>R3=R5 [8] .
I-kohdat ovat 9-meerisiä DNA-alueita, jotka eroavat DnaA-box-konsensussekvenssistä 3–4 nukleotidilla. τ-kohdat ovat 5'-TGATCC-3'-tyypin 6-meerisekvenssejä. OriC sisältää 3 I-paikkaa ja 2 τ-kohtaa [8] .
DnaA on ATPaasi ja voi esiintyä vapaassa, ATP:hen tai ADP:hen sitoutuneessa tilassa. R1 ja R4 sitovat DnaA:ta sen tilasta riippumatta. R2:lla on keskimääräinen affiniteetti DnaA:han (verrattuna R1:een ja R4:ään), R3, R5 ja kaikki I- ja τ-kohdat ovat suhteellisen pieniä ja sitovat tätä proteiinia pääasiassa ATP:hen sitoutuneessa tilassa [8] . Suurimman osan solusyklistä DnaA liittyy vain kolmeen affiniteettikohtaan: R1, R2 ja R4. Se liittyy muihin vain välittömästi ennen replikaation alkamista ATP:hen sitoutuneessa tilassa [7] .
DnaA-sitoutumiskohtien välissä on yksi tunnistusalue E. colin histonin kaltaisille proteiineille IHF ja Fis . Sitoutumalla DNA:han nämä proteiinit taivuttavat sitä. IHF liittyy oriC :hen vähän ennen replikaation alkua, se stimuloi DnaA:ta laskeutumaan alhaisen affiniteetin kohtiin ja aloittamaan replikaation. On ehdotettu, että Fis-proteiini osallistuu replikaation aloituksen ja solusyklin koordinointiin ja tarjoaa myös synkronisen aloituksen useille oriC :ille nopeasti jakautuvissa soluissa. Tiedetään, että Fis:n sitoutuminen oriC :hen estyy väliaikaisesti välittömästi ennen aloitusta [8] .
DNA-heliksin primaarisen purkautumisalueDNA-heliksin primaarisen purkautumisalue sisältää kolme AT-rikasta kolmetoistajäsenistä toistoa 5'-GATCTNTTNTTTT-3'. DnaA kompleksina ATP:n kanssa sitoutuu tähän alueeseen ennen aloitusta. DnaA:n ja muiden proteiinien sitoutuminen oriC :hen oletettavasti aiheuttaa paikallista vääntöstressiä DNA:ssa, mikä yhdessä negatiivisen superkiertymisen kanssa edistää kahden DNA-juosteen erottumista 13-jäsenisen toiston alueella. Kaikkia kolmea toistoa on käytettävä replikaation aloittamiseen [8] .
MetylaatiopaikatOriC sisältää 11 palindromista 5'-GATC-3' metylaatiokohtaa . Metylaation suorittaa entsyymi DNA-adeniinimetyylitransferaasi (Dam) adeniinin N6 - asemassa molemmissa DNA-juosteissa. Jotkut metylaatiokohdista menevät päällekkäin DnaA-sitoutumiskohtien kanssa. Molemmat DNA-juosteet on metyloitava replikaation aloittamiseksi. OriC -alueen replikaatio johtaa puolimetyloituneiden replikaation aloituskohtien ilmaantumiseen: DNA:n tytärjuoste pysyy metyloitumattomana oriC- alueella noin 13 minuuttia, toisin kuin muut genomin 5'-GATC-3'-kohdat, jotka metyloituvat puolentoista minuutin sisällä replikaation jälkeen. Puolimetyloitunut replikaation aloituskohta on inaktiivinen, joten metylaation viivästyminen estää uudelleenaloitusta liian aikaisin [2] [8] .
Sanakirjat ja tietosanakirjat |
---|
DNA kopiointi | |||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|
Initiaatio |
| ||||||
Pidentymä |
| ||||||
Irtisanominen |
|