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Biochemie und Molekularbiologie – DNA-Synthese
People's Medical Publishing House, Neunte Auflage „Biochemie und Molekularbiologie“ Kapitel 12 Synthese von DNA, einschließlich des eukaryotischen DNA-Replikationsprozesses, der Grundgesetze der DNA-Replikation, der Enzymologie und Topologie der DNA-Replikation usw.
Edited at 2023-11-12 10:56:05
Biochemie und Molekularbiologie – DNA-Synthese
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DNA-Synthese
Grundgesetze der DNA-Replikation
halbkonservierende Kopie
DNA repliziert auf semikonservative Weise
Bei der Replikation wird die doppelsträngige Eltern-DNA in zwei Einzelstränge entspult, die jeweils als Vorlage für die Synthese der Tochterstrang-DNA-Doppelstränge mit komplementären Sequenzen gemäß den Regeln der Basenpaarung dienen.
Bedeutung
Genetischer Konservatismus (Stabilität)
Universalität der Unterschiede
遗传保守性不是绝对的：由于DNA突变和DNA重组普遍存在
Die DNA der Nachkommen enthält alle genetischen Informationen der Eltern und die Basensequenzen zwischen der DNA der Eltern und der Nachkommen sind höchst konsistent.
Bidirektionale Replikation
Die DNA-Replikation erfolgt vom Ursprung aus in beide Richtungen
Prokaryotische DNA-Replikation
Es gibt nur einen Replikationsursprung
Das prokaryotische Genom ist zirkuläre DNA
Einzelpunkt, der die bidirektionale Replikation startet
Replikationsgabel
定义
复制中的模板DNA形成两个延伸方向相反的开链区
正在进行复制的双链DNA所形成的Y形区域
组成
头部
已解旋的两条模板单链
正在进行合成的新链
尾部
尚未解旋的DNA模板双链
Der Kopiervorgang beginnt am Startpunkt und wird in beide Richtungen abgewickelt
eukaryontische DNA-Replikation
Bidirektionale Kopierfunktion mit mehreren Starts
Das eukaryotische Genom ist groß und komplex und besteht aus mehreren Chromosomen. Alle Chromosomen müssen repliziert werden, und jedes Chromosom hat mehrere Ursprünge.
Jeder Ursprung erzeugt zwei Replikationszweige, die sich in entgegengesetzte Richtungen bewegen.
Wenn die Replikation abgeschlossen ist, treffen sich die Replikationszweige und verbinden sich
Ein Replikator ist eine Funktionseinheit, die die Replikation unabhängig durchführt und einen Replikationsursprung enthält.
Eine Region der DNA-Replikation, die von einem DNA-Replikationsursprung ausgeht, wird als Replikon bezeichnet
Der Abstand zwischen zwei benachbarten Startpunkten
semi-diskontinuierliche Replikation
Die DNA-Replikation erfolgt auf semi-diskontinuierliche Weise
Grund: DNA-Polymerase kann die Synthese von DNA-Strängen nur von der 5'- nach 3'-Richtung katalysieren.
Leitstrang
Die Synthese der in Schmelzrichtung erzeugten Tochterstrang-DNA erfolgt kontinuierlich (kontinuierliche Replikation)
nacheilender Strang
Nichtkontinuierliche Replikation, da der Matrizenstrang abgewickelt wird, werden Primer erzeugt und Stück für Stück von 5′→3′ synthetisiert
Der führende Strang repliziert kontinuierlich und der hintere Strang repliziert diskontinuierlich, was als semi-diskontinuierliche Replikation bezeichnet wird.
Die Synthese zweier komplementärer Stränge ist asymmetrisch
Im Hinblick auf die Primererzeugung und die Verlängerung des Tochterstrangs liegt der nacheilende Strang später als der führende Strang.
Okazaki-Fragment
Ein neues DNA-Fragment, das entlang des Matrizenstrangs des nacheilenden Strangs synthetisiert wird
Fragmente werden durch DNA-Ligase verbunden
去除引物
填补引物留下的空隙
Hi-Fi
DNA-Replikation mit hoher Wiedergabetreue
Konzept
Sehr geringe Wahrscheinlichkeit einer Nichtübereinstimmung
Grund
absolute Treue
Die „semikonservative Replikation“ gewährleistet eine absolute Treue der Informationsübertragung zwischen den DNA-Molekülen der Eltern und Nachkommen
Strenge Prinzipien der Basenpaarung
High-Fidelity-DNA-Polymerase folgt strengen Prinzipien der Basenpaarung
Die komplexe und feine Struktur von Replikationsgabeln
Die komplexe und feine Struktur der Replikationsgabeln in vivo verbessert die Replikationsgenauigkeit
Es gibt ein Reparatursystem
Exonukleaseaktivität und Korrekturlesefunktion der DNA-Polymerase
Reparieren Sie das System nach dem Kopieren
Reparatur der leichten Auferstehung
Schnittreparatur
Reorganisation und Reparatur
SOS
korrekte Nichtübereinstimmung
Enzymologie und Topologie der DNA-Replikation
DNA Replikation
反应本质
酶促脱氧核苷酸聚合反应
底物
dNTP
dATP
dGTP
dCTP
dTTP
drei Phosphatgruppen
Diejenige, die der Ribose am nächsten kommt, ist α-P, und diejenigen, die weiter außen liegen, sind β-P und γ-P.
Während der Polymerisationsreaktion wird α-P am Ende der Tochterkette mit dem 3’-OH der Ribose verbunden.
模板
解开成单链的DNA母链
反应简式
(dNMP)n+dNTP→（dNMP)n+1 + PPi
N代表4中碱基中的任意一种
三个阶段
起始
延伸
终止
DNA-Polymerase katalysiert die Polymerisation von Desoxynukleotiden
DNA-Polymerase
vollständiger Name
DNA-abhängige DNA-Polymerase (DNA-Pol)
Merkmale
Erfordert eine einzelsträngige DNA-Vorlage
Hat nur 5’→3’-Polymeraseaktivität, keine 3’→5’-Polymeraseaktivität
Es kann nicht die De-novo-Synthese neuer DNA-Stränge katalysieren, sondern nur die Addition von dNTP an das 3'-OH-Ende der bestehenden Nukleotidkette (benötigt einen Nukleinsäureprimer mit 3-OH).
Prokaryoten verfügen über mindestens 5 Arten von DNA-Polymerasen
DNApolⅠ
Kodiert durch polA
Spielt hauptsächlich eine Rolle bei der Reparatur von DNA-Schäden
Spielt eine Hilfsrolle bei der semikonservativen Replikation
Reparieren und kopieren
Primer entfernen
Korrekturlesen von Kopierfehlern
Füllen Sie die Lücken, die beim Kopieren und Reparieren entstehen
Molekulare Struktur
Die Sekundärstruktur wird von α-Helices dominiert
Es wird mithilfe einer spezifischen Protease in zwei Fragmente hydrolysiert
Ausschnitt
323 Aminosäurereste
5'→3'-Exonukleaseaktivität
Großes Fragment (Klenow-Fragment)
Laborsynthese von DNA, häufig verwendete Werkzeugenzyme in der molekularbiologischen Forschung
604 Aminosäurereste
DNA-Polymerase-Aktivität
3'→5'-Exonukleaseaktivität
DNApol II
kodiert durch polB
Reparatur
Merkmale
DNA-Pol-II-Gen mutiert, Bakterien können noch überleben
Beteiligen Sie sich an der Notfallreparatur von DNA-Schäden
Es weist eine geringe Template-Spezifität auf und kann die Nukleotidpolymerisation selbst auf beschädigten DNA-Templates katalysieren.
DNApol III
kodiert durch polC
Das Enzym, das tatsächlich die Replikationsverlängerung in Prokaryoten katalysiert
Primersynthese, primäre Replikationsverlängerungspolymerase
Molekulare Struktur
Asymmetrisches Heteropolymer bestehend aus 10 Arten (17) Untereinheiten
2 Kernenzyme (2α, 2ε, 2θ)
Komposition
α-, ε-, θ-Untereinheiten
Wirkung
α
合成DNA前导链和后随链
5'→3'聚合酶活性
ε
3'→5'外切酶活性（复制保真性所必需）α亚基可增强其活性
执行碱基选择功能
θ
可能起组装的作用
维系二聚体
Haupteffekt
Synthetische DNA
Hat eine 5'→3'-Polymerisationsaktivität
Eine verschiebbare Klemme, bestehend aus einem Paar β-Untereinheiten (4β)
Wirkung
Klemmen Sie den DNA-Template-Strang fest
Lassen Sie das Enzym entlang der Schablone gleiten
γ-Komplex (Clip-Loading-Komplex)
Komposition
γ, δ, δ', ψ, χ, 2τ
Die beiden τ-Untereinheiten interagieren jeweils mit einem Kernenzym, und ihre flexiblen Verbindungsregionen können sicherstellen, dass sich die beiden Kernenzyme eines Holoenzymmoleküls an der Replikationsgabel relativ unabhängig bewegen können und jeweils für die Synthese des führenden und des nacheilenden Strangs verantwortlich sind.
Wirkung
Erleichtert das Laden mit Schiebeklemmen
Fördern Sie die Montage des Holoenzyms auf der Vorlage
Verbessern Sie die Aktivität der Kernenzyme
DNApol IV
kodiert durch DINB
DNApoI V
Codiert von umu'2C
Transläsionssynthetisierende DNA-Polymerase
Es gibt 5 häufig vorkommende eukaryotische DNA-Polymerasen
DNApol β
Geringe Wiedergabetreue, Teilnahme an Notreparaturkopien
DNApolγ
Enzym für die mitochondriale DNA-Replikation
Ⅱ
DNApol δ
Verfolgte Kette nach der Synthese
DNApol-Epsilon
Synthetischer Leitstrang
DNApolα
Primerase-Aktivität
Synthetische Primer (katalysieren die Synthese von RNA-Strängen)
Ⅲ
Das Konzept des Polymerase-Umsatzes
DNA pol α合成引物，然后迅速被具有连续合成能力的DNA pol ε和DNA pol δ所替换的过程
Basenauswahl- und Korrekturlesefunktionen der DNA-Polymerase
Die Genauigkeit der DNA-Replikation beruht auf mindestens drei Mechanismen
遵守严格的碱基配对规律 （半保留复制）
聚合酶在复制延长时对碱基的选择功能
复制出错时有即时校对功能
Die Replikationstreue hängt von der richtigen Basisauswahl ab
Die ε-Untereinheit übernimmt die Basenauswahlfunktion
„Mismatch“-Experimente ergaben, dass die Kernuntereinheit ε in DNA pol III selektiv für den Einbau von Nukleotiden ist
DNA pol III zeigt unterschiedliche Affinitäten zu unterschiedlichen Konfigurationen glykosidischer Bindungen und erfüllt so seine Selektionsfunktion
Trans
cis
Die Exonukleaseaktivität in der Polymerase identifiziert und korrigiert fehlgepaarte Basen während der Replikation.
Reparatur von Fehlanpassungen
Identifizieren und entfernen Sie nicht übereinstimmende Basen während der Replikation und korrigieren Sie Replikationsfehler
Base
Exonukleaseaktivität
DNA pol I, DNA pol δ und DNA pol ε verfügen alle über eine starke 3'→5'-Exonukleaseaktivität und können das Korrekturlesen von Fehlpaarungen durchführen
Die Enzymaktivität, die nacheinander Nukleotide von einem Ende der Nukleinsäurekette hydrolysiert, ist im Allgemeinen gerichtet.
Topologische Veränderungen in DNA-Molekülen während der Replikation
Die Entschlüsselung der Doppelstränge der DNA ist der Schlüssel zum Verständnis des Replikationsmechanismus
An der Entwindung der DNA und der Stabilisierung des einzelsträngigen Zustands sind mehrere Enzyme beteiligt
Verwandte Proteine (prokaryotische Gene), die an der DNA-Abwicklung während der prokaryotischen Replikation beteiligt sind
DNAA(dnaA)
Identifizieren Sie den funktionalen Ausgangspunkt
DnaB(dnaB)
Helikase
利用ATP供能
作用于氢键，使得DNA双链解开成为两条单链
DNA-Doppelstränge entwirren
DnaC (dnaC)
Transport und Koordination von DnaB
DnaG (dnaG)
Primase
复制起始时催化生成RNA引物的酶
Katalytische RNA-Primer-Erzeugung
SSB
einzelsträngiges DNA-bindendes Protein
在复制中维持模板处于单链状态并保护单链的完整
Stabilisiert abgewickelte einzelsträngige DNA
Topoisomerase
Topoisomerase II/Gyrase
Superspule abwickeln
DNA-Topoisomerase verändert den superspiralisierten Zustand der DNA
DNA-Topoisomerase (als Topoisomerase bezeichnet)
Typ
Tippe I
Nicht abhängig von ATP
Schneiden Sie einen der DNA-Doppelstränge ab, um zu verhindern, dass sich die DNA beim Abwickeln und Drehen verheddert, und versiegeln Sie den Schnitt zu gegebener Zeit, damit die DNA entspannt wird.
Typ II
Hängt von ATP ab
Schneiden Sie die DNA-Doppelstränge im positiven Superspiralzustand ab, um die Superspirale zu entspannen, und verwenden Sie dann ATP zur Energieversorgung. Die gebrochenen Enden der entspannten DNA werden nacheinander unter der Katalyse desselben Enzyms wiederhergestellt, und das DNA-Molekül gelangt in den negativen Zustand superspiralisierter Zustand.
Typ III
Das Konzept der Topologie
In der Physik bezeichnet man damit die elastische Verschiebung eines Objekts oder Bildes unter Beibehaltung der ursprünglichen Eigenschaften des Objekts.
DNA-Ligase ligiert einzelsträngige Lücken, die während der Replikation entstehen
DNA-Ligase
Verbinden Sie das 3'-OH-Ende des DNA-Strangs mit dem 5'-P-Ende des anderen DNA-Strangs, um eine Phosphodiesterbindung zwischen den beiden zu bilden und so die beiden benachbarten DNA-Stränge zu einer vollständigen Kette zu verbinden.
Verbrauchen Sie ATP
Funktionen und Verwendungen
Die DNA-Ligase fungiert als letzte Verbindungsstelle bei der Replikation
Okazaki-Fragment
Es spielt auch eine Rolle beim Nähen von Lücken bei der DNA-Reparatur, Rekombination und beim Spleißen.
Es ist eines der wichtigsten Werkzeugenzyme in der Gentechnik
prokaryotischer DNA-Replikationsprozess
Beginn der Replikation
Entpacken der DNA
Das Kopieren hat einen festen Ausgangspunkt
Replikationsursprung in E. coli behoben
ikB
Spanne
245 bp
Komposition
5 Sätze Tandem-Repeats bestehend aus 9 Basenpaaren (9 bp)
DNAA-Bindungsstelle
3 Sätze Tandem-Repeats bestehend aus 13 Basenpaaren (13 bp)
Reich an AT
Leicht zu entfesseln
Erfordert die Beteiligung mehrerer Proteine
DNAA
Struktur
Homotetramer
Funktion
Identifizieren Sie den Ursprung der Replikation
Erkennt die Tandem-Repeat-Sequenz (AT-Region) von oriC und bindet daran
Mehrere DnaA-Proteine nähern sich einander an und bilden eine DNA-Protein-Komplexstruktur, wodurch sich die DNA in der AT-Region entfaltet
DNAB
Alias
Helikase
Funktion
DNA-Doppelstränge entwirren
DNAC
Funktion
Transport und Koordination von DnaB
Helikase bindet und bewegt sich in Zusammenarbeit mit dem DnaC-Protein entlang der Abwickelrichtung, wickelt die Doppelstränge auf eine für die Replikation ausreichende Länge ab und verdrängt nach und nach das DnaA-Protein
DNA-Topoisomerase erforderlich
Topoisomerase II
Transformation von DNA-Superspulen durch Schneiden, Drehen und erneutes Zusammenfügen
Konvertieren Sie eine positive Superspule in eine negative Superspule
Primersynthese und Initiationskomplexbildung
Die Synthese von Primern erfordert die Katalyse von Primase
Objektive Gründe für die Notwendigkeit von Primase
DNA-Pol ist nicht in der Lage, die Bildung von Phosphodiesterbindungen zwischen zwei freien dNTPs zu katalysieren
Hat nur die Fähigkeit, die Polymerisation zwischen dem 3'-OH-Ende von Nukleinsäurefragmenten und dNTPs zu katalysieren
Primase
Gehört zur RNA-Polymerase
Aber es unterscheidet sich von der RNA-Polymerase, die die Transkription katalysiert
利福平是转录用RNA pol的特异性抑制剂，而引物酶对利福平不敏感
Kann die Polymerisation von NTP katalysieren, ohne dass ein 3'-OH-Ende erforderlich ist
Katalysieren Sie die RNA-Primersynthese
Die Primerlänge reicht von etwa 5 bis 10 Nukleotiden
Initiationskomplex (Initiator)
Definition
Die Struktur des Initiationskomplexes bestehend aus Helikase DnaB, DnaC, Primase und der Replikationsinitiationsregion der DNA
Merkmale
Die Bewegung der Proteinkomponenten des Initiationskomplexes entlang der DNA-Kette erfordert ATP.
DNA-Kettenverlängerung während der Replikation
Enzym
DNApol III
Richtung
5'→3'
Merkmale
Auf derselben Replikationsgabel repliziert der führende Strang vor dem nacheilenden Strang
Der führende und der nacheilende Strang werden durch dasselbe DNA-Pol-III-Enzym verlängert.
Die Elongationsrichtung und der Punkt des führenden Strangs und des nacheilenden Strangs liegen beide an der katalytischen Stelle des DNA-Pol-III-Kernenzyms
hohe Geschwindigkeit
Beendigung der Replikation
Exzisionsprimer
Enzym
DNApolⅠ
freie Stelle besetzen
Das später replizierte Fragment wird verlängert, um die Primerlücke des zuerst replizierten Fragments zu füllen.
Enzym
DNApolⅠ
Verbindungsschnitt
Enzym
DNA-Ligase
eukaryontischer DNA-Replikationsprozess
Beginn der Replikation
Die Initiierung der DNA-Replikation erfolgt bei Eukaryoten grundsätzlich ähnlich wie bei Prokaryoten
Merkmale
Die Replikation erfolgt sequentiell
Replikatoren werden in Gruppen aktiviert, anstatt synchron zu starten
DNA mit hoher Transkriptionsaktivität wird früh in der S-Phase repliziert
Hochgradig repetitive Sequenzen wie Satelliten-DNA, das Zentrosom, das Chromosomen-Diploide verbindet, und die Enden linearer Chromosomen, die Telomere sind, werden alle im Endstadium der S-Phase repliziert.
Der Ursprung der Replikationssequenz ist komplexer
Die Initiierung der Replikation ist auch die Öffnung von Doppelsträngen zur Bildung einer Replikationsgabel, die Bildung von Primern und die Synthese von RNA-Primern.
Der detaillierte Mechanismus ist noch nicht vollständig verstanden
erfordern die Beteiligung dieser Enzyme
DNApol δ
Verfolgte Kette nach der Synthese
DNApol-Epsilon
Synthetischer Leitstrang
DNApolα
Primerase-Aktivität
Synthetische Primer (katalysieren die Synthese von RNA-Strängen)
Befolgen Sie strenge Basenpaarungsregeln (semikonservative Replikation)
Das proliferierende Zellkernantigen (PCNA) spielt eine Schlüsselrolle bei der Initiierung und Verlängerung der Replikation
PCNA
结构
Es hat die gleiche Funktion und ähnliche Konformation wie die β-Untereinheit von E. coli DNA pol III, das heißt, es bildet eine geschlossene, kreisförmige, verschiebbare DNA-Klammer, und PCNA bindet unter der Wirkung von RFC an den Primer-Matrizen-Strang.
同源三聚体
功能
类似于β亚基
使DNA pol δ获得持续合成的能力
Beweglicher Clip zur Förderung der DNA-Synthese
促进核小体生成
用途
PCNA的蛋白质水平是检验细胞增殖能力的重要指标
DNA-Kettenverlängerung während der Replikation
Die Verlängerung der eukaryotischen DNA-Replikation erfolgt durch DNA-Polymerase-Switching
Definition der Polymerase-Umwandlung
Ein Prozess, bei dem DNA pol α Primer synthetisiert und schnell durch DNA pol ε und DNA pol δ ersetzt wird, die die Fähigkeit zur kontinuierlichen Synthese haben.
Die Länge des Okazaki-Fragments entspricht ungefähr der Anzahl der in einem Nukleosom enthaltenen DNA-Basen (135 bp) oder einem Vielfachen davon
FEN1 und RNase H sind für die Entfernung eukaryontischer replizierender RNA-Primer verantwortlich
In Bezug auf die Enzymkatalysatorgeschwindigkeit ist sie viel langsamer als die von Prokaryoten
Da Eukaryoten mit mehreren Replikatoren replizieren, ist die Gesamtgeschwindigkeit nicht langsam.
Die Replikationsgeschwindigkeit wird durch unterschiedliche Organgewebe, unterschiedliche Entwicklungsstadien und unterschiedliche physiologische Bedingungen beeinflusst.
Beendigung der Replikation
Eukaryotische DNA wird unmittelbar nach der Synthese zu Nukleosomen zusammengesetzt
Die eukaryotische DNA-Replikation und der Nukleosomenaufbau erfolgen gleichzeitig. Nach Abschluss der Replikation werden die Chromosomen zusammengesetzt und gehen von der G2-Phase in die M-Phase über.
Die Zerstörung von Nukleosomen ist nur auf einen kurzen Bereich unmittelbar neben der Replikationsgabel beschränkt. Durch die Bewegung der Replikationsgabel wird das Nukleosom zerstört. Wenn sich die Replikationsgabel jedoch vorwärts bewegt, bilden sich schnell Nukleosomen auf dem Tochterstrang.
Die meisten der ursprünglichen Histone werden wiederverwendet, es müssen jedoch auch neue Histone synthetisiert werden
Telomerase löst das Problem der Chromosomenendreplikation
Problem der Chromosomenendduplikation
Der letzte replizierte RNA-Primer auf den DNA-Teilsträngen an beiden Enden des Chromosoms wird entfernt, wodurch eine Lücke entsteht. Wenn der verbleibende einzelsträngige Elternstrang der DNA nicht in Doppelstränge aufgefüllt wird, wird er durch DNase im Zellkern enzymatisch verdaut und die Chromosomen werden nach wiederholten Replikationen immer kürzer (wie bei einigen niederen Organismen).
Telomere
Definition
Terminalstruktur linearer DNA-Moleküle in eukaryontischen Chromosomen
Morphologie
Die Enden der chromosomalen DNA schwellen zu Körnchen an
Funktion
Erhalten Sie die Stabilität der Chromosomen und die Integrität der DNA-Replikation
Merkmale
Reich an mehreren Wiederholungen kurzer T-G-Sequenzen und kann in Sekundärstrukturen gefaltet werden
Telomerase
Es hat die Funktion, eine RNA-Vorlage bereitzustellen und die reverse Transkription zu katalysieren
Komposition
Telomerase-RNA
Telomerase-kooperierendes Protein 1
Telomerase Reverse Transkriptase
Funktion
Ein Enzym, das für die Verlängerung von Telomeren in Zellen verantwortlich ist, ist eine grundlegende Nukleoprotein-Reverse-Transkriptase. Es kann telomere DNA an die Enden eukaryotischer Zellchromosomen anfügen, die während der DNA-Replikation verlorenen Telomere auffüllen und die Telomerreparatur verhindern geht durch Zellteilung verloren und erhöht die Zahl der Zellteilungen.
Wirkmechanismus
Krabbelmodell
Lehrbuch P245
persönliches Verständnis
Telomerase verlängert zunächst den Elternstrang (durch reverse Transkription) und verwendet dann den Elternstrang als Matrize, um den Tochterstrang zu verlängern (Rekrutierung von DNA-Pol).
Die Telomeraseaktivität ist nicht unbedingt proportional zur Telomerlänge
Eukaryotische chromosomale DNA kann nur einmal pro Zellzyklus repliziert werden
Konzept
Die Replikation erfolgt nur in Phase S und kann nur einmal repliziert werden
Die Initiierung der DNA-Replikation in eukaryotischen Zellen erfolgt in zwei Schritten
Auswahl von Replikatorgenen
Zeitraum
Erschien in der G1-Phase
Merkmale
Jeder Replikationsort im Genom wird zu einem Präreplikationskomplex zusammengesetzt
Aktivierung des Replikationsursprungs
Zeitraum
Erscheint erst nach der S-Phase
Merkmale
Aktiviert Pre-RC, rekrutiert mehrere Replikationsgen-bindende Proteine und DNA-Polymerase und initiiert die DNA-Abwicklung
im Einklang mit dem Fortschreiten des Zellzyklus
Der Cyclin-D-Spiegel steigt in der späten G1-Phase und aktiviert CDK (Cyclin-abhängige Kinase) in der S-Phase. Der Replikationserlaubnisfaktor ist ein Substrat von CDK und ist notwendig, um die DNA-Replikation zu initiieren. Replikation ermöglichende Faktoren können im Allgemeinen nicht durch die Kernmembran in den Zellkern gelangen, sie können jedoch am Ende der Mitose und vor der Reorganisation der Kernmembran in den Zellkern eindringen und sich an den Ursprung der DNA-Replikation binden. Warten darauf, dass CDK stimuliert wird, um in die S-Phase einzutreten, um die Replikation zu aktivieren und zu initiieren. Sobald die Replikation initiiert wird, können replikationsermöglichende Faktoren inaktiv oder beeinträchtigt werden. Zu anderen Zeiten des Zellzyklus können neue Replikationserlaubnisfaktoren nicht in den Zellkern gelangen, wodurch sichergestellt wird, dass während eines Zellzyklus nur eine Genomreplikation stattfinden kann.
Eukaryotische mitochondriale DNA repliziert in einer D-Loop-Methode
Merkmale
Der Replikationsursprung liegt nicht an derselben Stelle der doppelsträngigen DNA, und es gibt Unterschiede im Zeitpunkt der Replikation der inneren und äußeren Schleife.
mtDNA ist anfällig für Mutationen und lässt sich nach einer Beschädigung nur schwer reparieren.
MtDNA-Mutationen hängen mit natürlichen Phänomenen wie dem Altern zusammen und stehen auch im Zusammenhang mit dem Auftreten einiger Krankheiten
Enzym
DNApolγ
Reverse Transkription
umgekehrte Transkriptase
vollständiger Name
RNA-abhängige DNA-Polymerase
Wirkung
Katalysiert die Synthese doppelsträngiger DNA unter Verwendung von RNA als Matrize
drei Aktivitäten
RNA-gesteuerte DNA-Polymeraseaktivität
RNase-Aktivität
DNA-gesteuerte DNA-Polymerase-Aktivität
Cofaktor
Zinkionen
Drei Schritte einer katalytischen Reaktion
Erzeugung von RNA/DNA-Hybriddoppelsträngen
Reverse Transkriptase verwendet virale genomische RNA als Matrize, um die Polymerisation von dNTPs zur Erzeugung komplementärer DNA-Stränge zu katalysieren. Das Produkt ist ein RNA/DNA-Hybrid-Doppelstrang.
Hydrolyse eines RNA-Einzelstrangs
Die RNA im Hybriddoppelstrang wird durch die RNase-aktive Komponente der Reverse Transkriptase hydrolysiert
RNase in infizierten Zellen kann auch RNA-Stränge hydrolysieren
Erzeugung komplementärer DNA-Stränge
Die nach dem Abbau der RNA verbleibende einzelsträngige DNA wird als Matrize für die durch Reverse Transkriptase katalysierte Synthese des zweiten komplementären DNA-Strangs verwendet.
Die Entdeckung der Reverse Transkription entwickelte das zentrale Dogma
zentrales Thema