Репликация днк: учебное пособие
жүктеу/скачать 2,57 Mb. Pdf көрінісі
|
Спивак И.М. - Репликация ДНК учебное пособие - 2011
| S.cerevisiae Сdс45 присоединяет ДНК-полимеразу α к хроматину с участием Мст2.
И. М. Спивак. «Репликация ДНК: учебное пособие» 24 Одним из компонентов комплекса, запускающего репликацию ДНК, является ДНК- полимераза α. Из всех многочисленных ДНК-полимераз эукариот именно она содержит праймазную активность, способную синтезировать короткую РНК «затравку» – праймер из рибонуклеозидтрифосфатов. РНК-праймер генерирует сигнал, который является одним из пусковых механизмов репликации. ДНК-полимераза α обнаружена у всех исследованных эукариот и хорошо изучена. Подробное описание этого фермента будет дано в следующем разделе. Показано, что один из путей регуляции инициации репликации связан с фосфори- лированием двух больших субъединиц ДНК-полимеразы α под действием Сdk. При этом циклин Е и Сdk стимулируют инициацию репликации при переходе клетки в S-фазу, а цик- лин А и Сdk ингибируют ее в фазе G2. Очевидно, что активация упоминавшихся выше «ранне– и позднеактивных» ориджи- нов S.cerevisiae зависит от киназы Dbf4/Сdс7р. Вероятно, в каждом ориджине происхо- дит локальная регуляция его активности дополнительными протеинкиназами, например Rad53. Киназа Rad53 блокирует запуск "позднеактивных" ориджинов в ранней S-фазе. Когда это блокирование устраняется, киназа Dbf4/Сdс7р активирует МСМ, что приводит сразу к нескольким последствиям: стимуляции геликазной активности МСМ и связыванию белка RРА и ДНК-полимеразы α с ориджинами репликации. Присоединение ДНК-полимеразы α к RС, раскручивание ДНК в ориджине и синтез РНК-праймера завершают процесс инициа- ции репликации ДНК эукариот. Следует отметить, что роль ДНК-полимеразы α ограничива- ется только запуском репликации ДНК. Эта ДНК-полимераза не способна к процессивному, то еть протяженному, синтезу ДНК и не обладает корректирующей активностью. Поэтому в дальнейшем в процессе репликации она добавляет к РНК-праймеру приблизительно 20 нуклеотидов и замещается ДНК-полимеразами δ или ε. Роst-RС, с образования которого начинается вся цепь событий процесса инициации репликации ДНК, в S-фазе клеточного цикла претерпевает изменения. Эти изменения каса- ются сродства ОRС к ДНК. Так, например, белок Orc1 Хепориs образует прочный комплекс с хроматином в ранней интерфазе до тех пор, пока не завершится сборка рге-RС. Затем в S- фазе сродство Огс1 к ДНК уменьшается. У млекопитающих Огс1 диссоциирует из хрома- тина в S-фазе, превращается в моно– или диубиквитинированную форму, затем деубиквити- нируется и вновь связывается с ДНК при переходе из М– в G-1-фазу. Белок Огс2, напротив, остается связанным с хроматином на протяжении всего клеточного цикла и не явля- ется субстратом для убиквитинирования. В клетках человека в S-фазе из хроматина диссо- циирует комплекс белков, содержащий Огс1 и Огс2, который реассоциирует в конце митоза. В клетках дрожжей S.ротbе ОRС подвергается посттрансляционным изменениям в клеточ- ном цикле: в фазе S начинается фосфорилирование одной из его субъединиц, Огс2, которое достигает максимума в фазах G2 и М. Таким образом, в клетках эукариот один из механиз- мов, предотвращающих повторную репликацию уже реплицированного хроматина, связан с инактивацией роst-RС либо путем диссоциации из него Огс1 (у высших эукариот), либо путем фосфорилирования Огс2 (у низших эукариот). Таблица 2 Комплексы инициации транскрипции у эукариот И. М. Спивак. «Репликация ДНК: учебное пособие» 25 Для облегчения понимания последовательности связывания различных белков в зоне инициации репликации см. таблицу 2. В последние несколько лет значительные успехи достигнуты в понимании механиз- мов регуляции практически каждой стадии инициации репликации. Они осуществляются на уровне функционирования всех компонентов, образующих пост-, пре– и репликативный комплексы. Эти компоненты подвергаются воздействию не одного, а ряда различных фак- торов. Примером этому служит регуляция комплекса МСМ, активность которого напрямую зависит от белков Сdc6, Мст10, Сdt1, циклин-зависимых киназ, киназы Dbf4/Сdс7, фосфатаз. До сих пор мало понятны закономерности процесса инициации репликации ДНК в эмбрио- генезе и те факторы, которые влияют на эти процессы. |