Početno mjesto replikacije
Početnica replikacije ili početno mjesto replikacije (također zvano replikacijska začetnica, znano i kao porijeklo replikacije) je određena sekvenca u genomu u kojoj se replikacija pokreće.[1] Propagacija genetičkog materijala između generacija zahtijeva pravovremenu i preciznu duplikaciju DNK polukonzervativnom replikacijom prije diobe ćelije, kako bi se osiguralo da svaka ćelija kćerka dobije puni komplement hromosoma.[2] Ovo može uključivati ili replikaciju DNK u živim organizmima kao, što su prokarioti i eukarioti, ili DNK ili RNK virusi, kao što je dvolančani RNK-virusi.[3] Sinteza lanaca kćeri počinje na diskretnim mjestima, koja se nazivaju početnica replikacije, i nastavlja dvosmjerno dok se sva genomska DNK ne replicira. Uprkos fundamentalnoj prirodi ovih događaja, organizmi su razvili iznenađujuće različite strategije koje kontrolišu početak replikacije.[2] Iako se specifična organizacijska struktura početka replikacije i prepoznavanje razlikuju od vrste do vrste, neke zajedničke karakteristike su zajedničke.
A) Kružni bakterijski hromosomi sadrže djelujući "cis", replikator, koji se nalazi na ili blizu početka replikacije. i) Replikator regrutuje inicijatorske proteine specifično za DNK sekvencu, što rezultira udvostručavanjem spirale DNK i punjenjem replikativne helikaze na svaki od pojedinačnih lanaca DNK (ii). iii) Okupljeni replisomi dvosmjerno repliciraju DNK, kako bi dobili dvije kopije bakterijskog hromosoma.
B) Linearni eukariotski hromosomi sadrže mnogo izvora replikacije. Vezivanje inicijatora (i) olakšava replikacijsko učitavanje helikaze (ii) na dupleks DNK do licencnog porijekla. iii) Podskup učitanih helikaza je aktiviran za sklapanje replisoma. Replikacija se nastavlja dvosmjerno od početka i završava kada se sretnu replikacijske viljuške iz susjednih aktivnih početaka (iv).
Karakteristike
urediKljučni preduvjet za replikaciju DNK je da se ona mora dogoditi s izuzetno visokom vjernošću i efikasnošću tačno jednom po ćelijskom ciklusu, kako bi se spriječilo nakupljanje genetičkih promjena s potencijalno štetnim posljedicama po opstanak ćelije i vitalnost organizma.[4] Nepotpuni, pogrešni ili neblagovremeni događaji replikacije DNK mogu dovesti do mutacija, hromosomskih poliploidija ili aneuploidija i varijacija broja kopija gena, od kojih svaka zauzvrat može dovesti do bolesti, uključujući kancer.[[5][6] Kako bi se osigurala potpuna i tačna duplikacija cijelog genoma i ispravan protok genetičkih informacija do ćelija potomaka, svi događaji replikacija DNK nisu samo strogo regulirani znakovima ćelijskog ciklusa, već su također koordinirani s drugim ćelijskim događajima kao što je transkripcija i popravka DNK.[2][7][8][9] Pored toga, početne sekvence obično imaju visok AT-sadržaj u svim carstvima, budući da se ponavljanja adenina i timina lakše odvajaju jer njihove interakcije slaganja baza nisu tako jake kao one kod guanina i citozina.[10]
Replikacija DNK podijeljena je u različite faze. Tokom inicijacije, mehanizmi za replikaciju – zvani replisomi – sastavljaju se na DNK na dvosmjeran način. Ovi lokusi sastavljanja čine početna mjesta replikacije DNK ili replikacije. U fazi elongacije, replisomi putuju u suprotnim smjerovima s replikacijskim viljuškama, odmotavajući spiralu DNK i sintetizirajući komplementarne niti-kćerke DNK, koristeći oba roditeljska lanca kao šablone. Kada je replikacija završena, specifični događaji završetka dovode do rastavljanja replisoma. Sve dok je cijeli genom dupliran prije ćelijske diobe, moglo bi se pretpostaviti da lokacija početnih mjesta replikacije nije bitna; ipak, pokazalo se da mnogi organizmi koriste preferirane genomske regije kaoreplikacijske početnice.[11][12] Potreba da se reguliše lokacija početka replikacije vjerovatno proizilazi iz potrebe da se koordinira replikacija DNK sa drugim procesima koji deluju na zajednički hromatinski šablon, kako bi se izbegli prekidi niti DNK i oštećenje DNK.[2][6][9][13][14][15][16]
Također pogledajte
urediReference
uredi- ^ Wagner EK, Hewlett M, Bloom D, Camerini D, ured. (2008). "Technical Glossary" (PDF). Basic Virology (3rd izd.). Malden, MA: Blackwell Publishing. ISBN 978-1-4051-4715-6.
- ^ a b c d Ekundayo B, Bleichert F (septembar 2019). "Origins of DNA replication". PLOS Genetics. 15 (9): e1008320. doi:10.1371/journal.pgen.1008320. PMC 6742236. PMID 31513569.
Material was copied from this source, which is available under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
- ^ Hulo C, de Castro E, Masson P, Bougueleret L, Bairoch A, Xenarios I, Le Mercier P (januar 2011). "ViralZone: a knowledge resource to understand virus diversity". Nucleic Acids Research. 39 (Database issue): D576-82. doi:10.1093/nar/gkq901. PMC 3013774. PMID 20947564.
- ^ O'Donnell M, Langston L, Stillman B (juli 2013). "Principles and concepts of DNA replication in bacteria, archaea, and eukarya". Cold Spring Harbor Perspectives in Biology. 5 (7): a010108. doi:10.1101/cshperspect.a010108. PMC 3685895. PMID 23818497.
- ^ Abbas T, Keaton MA, Dutta A (mart 2013). "Genomic instability in cancer". Cold Spring Harbor Perspectives in Biology. 5 (3): a012914. doi:10.1101/cshperspect.a012914. PMC 3578360. PMID 23335075.
- ^ a b Barlow JH, Nussenzweig A (decembar 2014). "Replication initiation and genome instability: a crossroads for DNA and RNA synthesis". Cellular and Molecular Life Sciences. 71 (23): 4545–59. doi:10.1007/s00018-014-1721-1. PMC 6289259. PMID 25238783.
- ^ Siddiqui K, On KF, Diffley JF (septembar 2013). "Regulating DNA replication in eukarya". Cold Spring Harbor Perspectives in Biology. 5 (9): a012930. doi:10.1101/cshperspect.a012930. PMC 3753713. PMID 23838438.
- ^ Sclafani RA, Holzen TM (2007). "Cell cycle regulation of DNA replication". Annual Review of Genetics. 41: 237–80. doi:10.1146/annurev.genet.41.110306.130308. PMC 2292467. PMID 17630848.
- ^ a b García-Muse T, Aguilera A (septembar 2016). "Transcription-replication conflicts: how they occur and how they are resolved". Nature Reviews. Molecular Cell Biology. 17 (9): 553–63. doi:10.1038/nrm.2016.88. hdl:11441/101680. PMID 27435505. S2CID 7617164.
- ^ Yakovchuk P, Protozanova E, Frank-Kamenetskii MD (2006). "Base-stacking and base-pairing contributions into thermal stability of the DNA double helix". Nucleic Acids Research. 34 (2): 564–74. doi:10.1093/nar/gkj454. PMC 1360284. PMID 16449200.
- ^ Leonard AC, Méchali M (oktobar 2013). "DNA replication origins". Cold Spring Harbor Perspectives in Biology. 5 (10): a010116. doi:10.1101/cshperspect.a010116. PMC 3783049. PMID 23838439.
- ^ Creager RL, Li Y, MacAlpine DM (april 2015). "SnapShot: Origins of DNA replication". Cell. 161 (2): 418–418.e1. doi:10.1016/j.cell.2015.03.043. PMID 25860614.
- ^ Knott SR, Viggiani CJ, Aparicio OM (august 2009). "To promote and protect: coordinating DNA replication and transcription for genome stability". Epigenetics. 4 (6): 362–5. doi:10.4161/epi.4.6.9712. PMID 19736523.
- ^ Deshpande AM, Newlon CS (maj 1996). "DNA replication fork pause sites dependent on transcription". Science. 272 (5264): 1030–3. Bibcode:1996Sci...272.1030D. doi:10.1126/science.272.5264.1030. PMID 8638128. S2CID 38817771.
- ^ Liu B, Alberts BM (februar 1995). "Head-on collision between a DNA replication apparatus and RNA polymerase transcription complex". Science. 267 (5201): 1131–7. Bibcode:1995Sci...267.1131L. doi:10.1126/science.7855590. PMID 7855590. S2CID 6835136.
- ^ Azvolinsky A, Giresi PG, Lieb JD, Zakian VA (juni 2009). "Highly transcribed RNA polymerase II genes are impediments to replication fork progression in Saccharomyces cerevisiae". Molecular Cell. 34 (6): 722–34. doi:10.1016/j.molcel.2009.05.022. PMC 2728070. PMID 19560424.
Dopunska literatura
uredi- Lewin B (2004). Genes VIII. Prentice Hall. ISBN 978-0-13-144945-9.
Vanjski linkovi
uredi- Ori-Finder, an online software for prediction of bacterial and archaeal oriCs
- Replication Origin na US National Library of Medicine Medical Subject Headings (MeSH)