Ағылшыншамен салыстырыңыз: абзацты басыңыз — түпнұсқа терезеде ашылады. Абзац астындағы EN түймесі оны мәтін ішінде көрсетеді.
Мазмұны
Кіріспе
ДНҚ қос спиральді ашудың бастау орны ДНҚ-ның екі спиральді құрылымының ДНК синтезі үшін репликацияның басында ашудың бастау орны болып табылады. Ол АТ-ға бай және оның төмен спиральдік тұрақтылығы арқасында оңай денатюрланады, бұл бір жіптік аймақты шығу тегін тану кешені арқылы тануға мүмкіндік береді. ДУЭ-лер прокариоттық және эукариоттық организмдерде кездеседі, бірақ оларды алғаш рет Хуан Ковальски ашытқы мен бактериялардың шығу тегінде тапты. ДНҚ-ның бүлінуі репликация машинасының жаңадан бір ғана жіпке кіруіне мүмкіндік береді.
Initiation site for the opening of the DNA double helix
A DNA unwinding element (DUE or DNAUE) is the initiation site for the opening of the double helix structure of the DNA at the origin of replication for DNA synthesis. It is A T rich and denatures easily due to its low helical stability, which allows the single strand region to be recognized by origin recognition complex. DUEs are found in both prokaryotic and eukaryotic organisms, but were first discovered in yeast and bacteria origins, by Huang Kowalski. The DNA unwinding allows for access of replication machinery to the newly single strands.
Функция
DUE-нің ерекше бұрылысы Хуан Ковальскидің анықтауы бойынша, бір жіпті ДНК-да репликация орнында бастауыш кешенді құрастыруға мүмкіндік береді. Теріс суперкулинг ДНК-ның еріген кезде тұрақты болуына мүмкіндік береді, бұралу кернеуін азайту арқылы.
The specific unwinding of the DUE allows for initiation complex assembly at the site of replication on single stranded DNA, as discovered by Huang Kowalski. Negative supercoiling allows the DNA to be stable upon melting, driven by reduction of torsional stress.
Процесс
Бактерияларда репликацияны бастаушы - DnaA ақуызы. Ол oriC-ке DnaA қораптық тізбегінде жүктеледі, онда ол дюплексті ашу үшін және DnaC көмегімен DnaB геликазасын тарту үшін талшықтармен байланысады және құрастырады. ДНҚ өте консервативті және екі ДНҚ-мен байланысу домендері бар. ДНҚ-ның осы қорабының алдында 13 мердің 3 қатарлы тізбектері бар. L, M, R 5'-ден 3'-ге дейін деп белгіленген бұл тандемдік тізбектер бактериялық ДЕЖ болып табылады. АТ-қа бай аймақтардың (M және R) үштен екеуі ДНА-ның ДНА қорына байлануы кезінде, дюплексті бұрудың жақын маңында ашылады. Осы DnaA қорабынан ең алыс орналасқан соңғы 13 мерлік L тізбекті DnaB-геликаза оны қоршап алғаннан кейін бұғатталады. Бұл ДНК-ның репликациясы үшін репликация көпіршігін құрайды.
In bacteria, the protein DnaA is the replication initiator. It gets loaded onto oriC at a DnaA box sequence where it binds and assembles filaments to open duplex and recruit DnaB helicase with the help of DnaC. DnaA is highly conserved and has two DNA binding domains. Just upstream to this DnaA box, is three tandem 13 mer sequences. These tandem sequences, labelled L, M, R from 5' to 3' are the bacterial DUEs. Two out of three of these A T rich regions (M and R) become unwound upon binding of DnaA to DnaA box, via close proximity to unwinding duplex. The final 13 mer sequence L, farthest from this DnaA box eventually gets unwound upon DnaB helicase encircling it. This forms a replication bubble for DNA replication to then proceed.
Қолайлылық
Осы үш ДЕЖ-ді шешу ДНК-ның репликациясы басталуы үшін қажетті қадам болып табылады. ДНҚ қораптық тізбегі бойынша дуплекс балқытудың алыстағы тартылуы М және R ДНҚ орындарында одан әрі балқытуды тудырады. Кейін DnaB байланысуы арқылы алыстағы L-орын бұзылады. Осы 13 мер сайттарының бұзылуы oriC белдіктеріне байланысты емес. Бұл теріс суперкоилленің пайда болуы, ол бұзылуға себеп болады. ДНҚ молекуласының тек бір рет ғана көбейіп, дұрыс жерде, дұрыс уақытта пайда болуын қамтамасыз ету керек. Эукариоттардағы репликация реттіліктегі бірнеше орында басталады, бір мезгілде бірнеше репликациялық бұрандалар пайда болады. Бұл тиімділік олардың көбейтуі үшін қажетті үлкен геномдармен қажет. Оның плазмидте жақсы өзгеріске ұшыраған және сақталған автономды түрде көбейетін тізбектері бар. Кейбір АРС-тер репликация шығу тегі ретінде әрекет етеді. Бұл ARS үш доменнен тұрады: A, B және C. A доменінде ARS консенсу DUE Bs гомодимерлерді құрайды, олар соған қарай созылатын кеңейтілген бета-жапсырманың екінші құрылымдарын жасайды. Бұл DUE аймағындағы deletions/changes, реактивті реагенттердің қосылуы немесе спецификалық нуклеазалардың қосылуынан болуы мүмкін. DUE сайттары нүктелі мутацияларға өте сезімтал емес, бірақ олардың белсенділігі белокпен байланысу сайттарында негіздерді өзгерткенде сақталады. Көп жағдайда ДЭС белсенділігін температураны көтеру арқылы ішінара қалпына келтіруге болады. ДСҚ-ны қайта қосу арқылы да қалпына келтіруге болады. Егер DUE- нің DUE- B- ге байланбайтын жеткілікті ауыр мутациясы болса, Cdc45 транскрипция факторымен байланыса алмайды және байланыса алмайды. Бұл DUE тізбегінің аурумен байланысты (ATTCT) ұзындығы кеңейтуі арқылы қалпына келтірілуі мүмкін. Егер ДЭҚ белсенділігі қайтадан жоғарылап кетсе, онда тамырдың қалыптасуы және жасуша циклінің дамуы бұзылуы мүмкін. Эукариоттарда DUE B-лер жойылғанда, жасуша өзінің циклінің S фазасына, яғни ДНК репликациясы орын алатын кезеңге, кірмейді. Апоптоздың күшеюі. Бірақ, белсенділікті басқа түрден келген DUE B-ді қосу арқылы құтқаруға болады. Себебі DUE B түрлері бір-біріне ұқсас. Мысалы, егер Ксенопус жұмыртқасындағы DUE B мутацияланған болса, ДНК репликациясы болмайды, бірақ толық функционалдығын қалпына келтіру үшін HeLa DUE B қосылуы арқылы сақталуы мүмкін.
Unwinding of these three DUEs is a necessary step for DNA replication to initiate. The distant pull from duplex melting at the DnaA box sequence is what induces further melting at the M and R DUE sites. The more distant L site is then unwound by DnaB binding. Unwinding of these 13 mer sites is independent of oriC binding proteins. It is the generation of negative supercoiling that causes the unwinding. There is a need to ensure that each DNA molecule is replicated only once and that this is occurring in the proper location at the proper time. Replication in eukaryotes is initiated at multiple sites on the sequence, forming multiple replication forks simultaneously. This efficiency is required with the large genomes that they need to replicate. It possesses autonomously replicating sequences (ARSs) that are transformed and maintained well in a plasmid. Some of these ARSs are seen to act as replication origins. These ARSs are composed of three domains A, B, and C. The A domain is where the ARS consensu DUE Bs form homodimers that create an extended beta sheet secondary structure extending across it. This can be a result of deletions/changes in the DUE region, the addition of reactive reagents, or the addition of specific nuclease. DUE sites are relatively insensitive to point mutations though, maintaining their activity in when altering bases in protein binding sites. In many cases, DUE activity can be partially regained by increasing temperature. Can be regained by the re addition of DUE site as well. If there is a severe enough mutation to DUE causing it to no longer be bound to DUE B, Cdc45 cannot associate and will not bind to c myc transcription factor. This can be recovered in disease related (ATTCT)(n) length expansions of the DUE sequence. If DUE activity regained in excess, could cause dysregulated origin formation and cell cycle progression. In eukaryotes, when DUE B's are knocked out, the cell will not go into S phase of its cycle, where DNA replication occurs. Increased apoptosis will result. But, activity can be rescued by re addition of the DUE B's, even from a different species. This is because DUE B's are homologous between species. For example, if DUE B in Xenopus egg are mutated, no DNA replication will occur, but can be saved by addition of HeLa DUE B's to regain full functionality.