5. DNR biosintezės bendrieji bruožai. DNR polimerazės. Prokariotų DNR biosintezė
Chelatavimas
neigiamo krūvio dalelių (fosfatų) stabilizacija
DNR polimerazės aktyviojo centro konfigūracija
nekatalizuojamos jungtys tarp neteisingų porų, suletėja reakcija, fermento spiralė keičia padėtį taip suartindama substratus
terminacijos ter T1 funkcija
netrugdo pagal laikrodžio rodyklę judančiai replikacijos šakutei, blokuoja prieš laikrodžio rodyklę judančią šakutę
terminacijos ter T2 funkcija
netrugdo prieš laikrodžio rodyklę judančiai replikacijos šakutei, blokuoja pagal laikrodžio rodyklę judančią šakutę
SSB baltymai svarbūs tuo
nukreipia praimazę ties ta DNR vieta, kur bus sintetinamas pradmuo ir neleidžia per anksti sintetini pradmenis vėluojančioje grandinėje, stimuliuoja DNR polimerazę ir helikazę
Prokariotų replikacijos iniciacija vadinama
oriC
DnaB baltymas(helikazė) jungiasi prie
oriC ir helikazė atskiria DNR abiem kryptimis, sudarydama replikacines šakutes
Autoradiografijos metodas
patvirtinimas, kad DNR replikuojama pusiau konservatyviu būdu
Žiedo užkelimo kompleksas
pašalina praimazę (per sąveika su SSB), jai susintetinus pradmenį, ties matrica jungia žiedą
O spiralė
pirštų polimerazės struktūra, kuri lemia atvirą/uždarą konformaciją
DNR polimerazės struktūra
plyšys, delnas, pirštai, nykštys
Pirmasis metalo jonas A
poliarizuoja reakcijoje dalyvaujančio pradmens galinio nukleotido ribozės 3'-OH grupę, jos vandenilio jonas disocijuoja
Nereguliarus polimeras
polimeras, kuris sudarytas iš nepasikartojančių monomerų
Metalo jonai koordinuojami DNR
polimerazių aktyviajame centre dviejų/trijų konservatyvių fermento aspartato karboksigrupių deguonies atomais
Praimosomos komplekso funkcija
praskina kelią replikacijos šakutėje kitiems fermentams, formuoja replisomą
Šerdinės DNR polimerazės III funckija
prisijungia prie žiedo, prieš tai disocijavusi nuo pabaigto sintetinti Okazaki fragmento vėluojančioje grandinėje
DnaB baltymas
prokariotų replikacijos iniciacijoje dalyvaujanti helikazė
DNR replikacija vyksta
pusiau konservatyviu būdu
DNR sintezės pradžia prasideda vadinamoje
replikacijos pradžioje
Pirmaujančioji DNR grandinė
replikacinėje šakutėje sintetinama nenutrūkstamai
DNR praimazė (DnaG) funckija
sintetina trumpus RNR pradmenis, pradeda DNR sinezę, vėliau pašalinamos ir pakeičiamos DNR
Vėluojančioji DNR grandinė
sintetinama Okazaki fragmenais, kurie sujungiami į ištisinę DNR grandinė
Antras metalo jonas B
stabilizuoja neigiamą krūvį ties nueinančios grupės deguonimis ir chelatuoja alfa ir gama fosfatus
Replikacinė šakutė
struktūra, kurioje į priešingas puses judančios pradeda replikuoti DNR
DNR replikacijos veikimas
susidaro du nauji dukteriniai DNR dupleksai sudaryti iš vienos naujos ir vienos originalios DNR grandinės
DNR replikacija baigiasi, kai
susitinka priešingomis kryptimis judėjusios replikacijos šakutės
Praimazės funkcija
sąveikaudama su DNR helikaze, pradeda sintetinti DNR pradmenį
Priežastis, kodėl DNR turi būti antilygiagrečios
tam, kad DNR išlaikytų pastovią struktūrą
Terminacijos taškas
taškas, kuriame susitinka replikacijos šakutės
Savitieji terminacijos baltymai
terminacijoje dalyvaujantys baltymai, kai atskiriamos sudvigubėjusios chromosomos
Ter sekos
terminacijos seka T1 ir T2
Du DNR pol III baltymai funkcija
veikia suderintai, replikuodami tiek pirmaujančiąją, tiek vėluojančiąją grandines
Tinkamos DNR polimerazių matricos
viengrandės linijinės,žiedinės DNR(RNR), segtuko struktūra, užlenkiant 3' galą, esant vienos grandinės trūkiui, prie DNR prisijungęs baltymas
Replikacija gali būti
vienkryptė ir dvikryptė
Vėluojančios grandinės sintezės veikimas
vėluojanti grandinė sudaro kilpą, tai leidžia prisijungusiai DNR polimerazei sintetinti Okazaki fragmentą, procesas kartojamas daug kartų, kol visa grandinė yra susintetinama
Pol III dalys
šerdinė dalis (x2), slystantieji žiedai (x2), žiedo užkėlimo kompleksas (x1)
ŽUK
Žiedo užkėlimo kompleksas
Netinkamos DNR polimerazių matricos
žiedinės, neturinčios pradmens, neatskirtos grandinės
DNR polimerazės klaidų taisymo funkcija
3'-5' egzonukleazės aktyvumas taiso klaidas, toliau pakeisdamas kryptį
DNR I polimerazė Pol I aktyvumai
5' -> 3' egzonukleazinis aktyvumas, 5'->3' DNR polimerazinis aktyvumas, 3'->5' egzonukleazinis aktyvumas, nedidelis atvirkštinės transkriptazės aktyvumas
Pirmaujančios ir vėluojančios grandinių sintezės kryptis
5' -> 3' kryptimi
DNR II polimerazė Pol II aktyvumai
5'->3' DNR polimerazinis, 3'->5' egzonukleazinis
DNR polimerazės sintetina
5'->3' kryptimi
DNR polimerazės sintezės kryptis
5'->3' kryptimi
ŽUK sudaro
7 baltymai: trys gama-teta, delta ir delta', chi ir psi subvienetai
oriC replikacijos pradžios funkcionavimo elementai
AT poros, DnaA dežutės, GATC metilinimo vietos
Praimosoma
DNR helikazės ir praimazės kompleksas
DNR matrica
DNR matricinė grandinė ir praimeris, prijungtas prie šios grandinės
Nuo DNR priklausomos DNR polimerazės yra
DNR nukleotidil-transferazės
Replikazė
DNR polimerazė, dalyvaujanti tik DNR replikacijoje
Delno domene yra
DNR polimerazės aktyvusis centras
Pol III funkcijos
DNR replikacija, DNR reparacija
Pol II funkcijos
DNR replikacija, DNR reparacija,TLS
Pol I funkcijos
DNR replikacija, Okazaki fragmentų brendimas, DNR reparacija
Katenanai
DNR replikacijai pasibaigus dažnai susidaro dvi susipynusios molekulės, jos atskiriamos topoizomerazės
TLS
DNR sintezė ties pažaidomis
DNR replikacija prokariotuose inicijuoja
DnaA baltymo prisijungimas prie DnaA dežutės sekų
DNR girazė
II topoizomerazė, visada keliaujanti prieš helikazę ir atpalaiduojanti spirales
DNR polimerazės tikslumo priežastys
Neteisingai suporuotų nukleotidų reparacija, aktyvaus centro konfigūracija, klaidų taisymo funkcija
Pagrindinė prokariotų polimerazė replikacijoje
Pol III
Bakterijų polimerazės
PolI(A šeima), PolII(B), PolIII(C), PolIV(Y)
RNR praimazė sintetina
RNR pradmenis
DNR polimerazė I pašalina
RNR pradmenis ir užpildo DNR
Okazaki fragmentų brendimo etapai
RNR pradmens pašalinimas, plyšio užpildymas, fragmentų sujungimas (ligazėmis)
DNR Pol II dalyvauja
SOS DNR pažaidų reparacijoje, pakartotiniame DNR replikacijos restarte, episomų replikacijoje
SSB baltymų veikimas
SSB baltymai replikacinėje šakutėje sąveikauja su praimaze žiedo užkėlimo komplekso chi subvienetu
Chi ir psi subvienetai sąveikauja su
SSB baltymais ir svarbūs replikacijos koordinavimui
Pol III šerdinės dalelės sandara
alfa polimerazinis aktyvumas, epsilon egzonukleazinis aktyvumas, sigma stimuliuoja epsilon aktyvumą
Sintezės veikimui DNR polimerazės savybės
atpažinti ir prisijungti prie matricos, prisijungti visus keturis dNTP ir jų komplementarumą, katalizuoti nukleotidilgrupės pernašą ir sudaryti kovalentinį fosfoesterinį ryši, pakeisti vienu nukleotidu DNR polimero padėtį
Slystančiųjų žiedų funkcijos
atsakas į DNR pažaidas, ląstelės ciklo valdymas, chromatino supakavimas į nukleosomas
DNR helikazės veikimas
atskiria dvi DNR grandines, suardydama vandelinines jungtis, sukuriama teigiama superspiralizaciją
Replikacijos šakutė pasiekia
bakterines chromosomos priešingą pusę
SSB funkcija
baltymas jungiasi prie atskirtų DNR grandinių ir laiko jas išskyrusias
Prie terminacijos sekos ter prijungtas
baltymas tus, kuris gali sustabdyti replikacijos šakučių judėjimą
DnaC baltymas
baltymas, padedantis helikazei prisijungti prie DNR (helikazės jungiklis) DnaB baltymas
DNR Pol III alfa subvienetas sąveikauja su
beta žiedu savo C-galinėmis 7 aminorūgštimis
DNR polimerazių katalizuojamai reakcijai įvykti reikia
dATP,dGTP,dCTP,dTTP, aktyvi matrica, kofaktorius(metalo Mg2+ jonai)
Klenovo fragmentas
didysis PolI fragmentas, turintis pagrindinius aktyviuosius centrus
DNR polimerazė III sintetina
dukterinę grandinę
Prokariotų ir eukariotų chromosome DNR replikacija, vykstanti nuo replikacijos iniciacijos sričių yra
dvikryptė ir pusiau konservatyvi
ATP jungimasis ir hidrolizė sukelia
eilę baltymų ir DNR sąveikų kitimų
DNR polimerazė
fermentas, sintetinantis DNR replikacijos ir reparacijos procesų metu, nuo matricos(DNR arba RNR) priklausomi fermentai
DNR praimazė
fermentas, sintetinantis RNR pradmenis (tai duoda pradžią DNR sintezei)
DNR III polimerazės holofermentas
fermentas, sudarytas iš 17 polipeptidų (10 skirtingų)
Nukleofiliškas 3'-OH deguonis atakuoja
fermento aktyviajame centre esančio dNTP alfa-fosfatą
Klenovo fragmento taikymas
galų bukinimui (genų inžinerijoje po endonukleazių kirpimo)
ATPaziniu aktyvumu pasižymi
gama ir teta subvienetai
Nekomplementarus laisvas nukleotidas
greičiau disocijuoja iš aktyviojo centro
Pagrindiniai DNR replikacijos etapai
iniciacija, elongacija ir terminacija
DNR nukleotidil-transferazės
jungia monomerus deoksinukleozid-5'-trifosfatus(dNTP) prie sintetinamos GRN grandinės ribozės laisvos 3'-OH grupės, tarp dNTP alfa padėtyje esančio fosfato ir 3'-OH grupės sudaromas fosfoesterinis ryšys
Bendros DNR polimerazių savybės
katalizuoja fosfodiesterinės jungties susidaryą tarp vidinio alfa-fosfato ir pentozės 3'-OH grupės
DNR replikacija prokariotuose
kiekviena bakterinė chromosoma turi tik vieną replikacijos pradžią
Aktyviajame centre yra
konservatyvių aminorūgščių liekanų, kurios sąveikauja su 3' galu ir laisvo dNTP alfa-fosfatu
DNR ligazė
kovalentiškai sujungia Okazaki fragmentus
Replisoma
laikinas baltymų kompleksas elongacijoje, veikiantis ties DNR replikacinėmis šakutėmis
DNR polimerazių pirštai sąveikauja su
laisvu dNTP
Pradmuo turi suteikti
laisvą ribozės 3'-OH grupę
DNR polimerazių nykštys sąveikauja su
matricos kompleksu
