Ⅱ. DNA Replication 좋은정보

Ⅱ.DNA Replication 1)General features of DNA Replication① DNA Replication의 특징 a. Semi-conservative(반보존적)-연구증:Messelson-Stahlexperiment대장 균을 15N배지에서 키우고 그 DNA을 무겁게 표시하는 이를 종업원 및 궤도인 14N에 옮긴 다른 밀도를 가진 이 2개의 DNA는 CsClgradient를 이용한 초원심 분리 방법으로 가능한 3개의 복제 모델에 의한 기회 i)semiconservative modelii)conservative modeliiiiive modeliive modeliive modeliive modeliive modeliive modeliive modeli

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연구 결과 semiconservative modelb. Semi-discontinious(발불용속적)-연구증:Okazaki's experimentPhage T4-----표준 vs T4 ligase mutant의 정상: 짧은 사슬~ 길게 사슬 mutant(ligase X): 짧은 쇠사슬 뿐 okazaki fragment는 나중에 ligase로 길어졌어.>semi-discontinuous

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c.RNA primer없이는 DNA복제가 1개어과가 아니다.RNA중합효소(중합효소)와 DNA중합효소(중합효소)의 가장 큰 차이점, DNA중합효소(중합효소)의 특징 primer 즉-OH가 노출된 부분 제공이 필요.검토 ⅰ)DNase처리(DNA분해 효소)->RNA만 여 ⅱ)Rifampicin(RNA중합 효소 억제 물질)처리->DNA replication No.->RNA가 먼저 만들어져야 DNA복제 하나오그와잉겐 Q.RNA중합 효소, DNA중합 효소의 차이:primerRNA와 DNA의 차이:DNA 5'는 phosphate하나개/RNA 5'는 phosphate 3개->DNA의 경우 primer가 떨어지고 DNA의 말단 phosphate가 하나개만 남는 것, 한편 RNA는 인산이 3개 당싱로 primer가 될 수 있는 것들(-OH제공 가능)ⅰ)RNA primerⅱ)nick in DNA(nick=single cut//cf-ds(double strand)break=double cut)ii)priming protein2 Mode of replicationa.Bi-directional mode(θ mode)-원형 DNA:대장 균 DNA autoradiography

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양방향 복제, 하나 게임의 origin, 2개의 fork-선형 DNA

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DNA가 길수록 여러 replicon 있는 소리, 복제가 모든 origin에서 동시에 일어난다=가끔 단축 replicon: 한 개의 origin에 의해 일어나는 복제 단위(대장균은 single replicon, 진핵세포는 복수)b. Unidirectional mode: 한 방향으로만 복제 c. Rolling circle mode(σmode)

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λ phage---숙주에 들어 유전 정보 대량 복제-θ mode에 double strand DNA생산-σ mode으로 전환->concatemer(유전 정보 반복 복제)마련, 이를 head-full packing(무슨 두루마리 휴지풀처럼 무제한 copy)2)Enzyme of DNA Replication① DNA helicase:ATP를 에너지원으로 이용, Replication fork에서 DNA strands를 해결하는 효소, mutate 되면 치명적 검토:conditional mutant에서 확인 가능 dnaB gene(ATPase기능, primase와 친한):helicase유전자->helicase없이는 DNA가 풀리지 않는, 즉 helicase없이는 복제 불허-helicase과 primase는 함께 1함 ② SSB(Single-Strand DNA Binding protein):아이가 쓰고 풀어 둔 DNA가 다시 붙기 방지, 1시적 결합으로 담아 둔 것-ssDNA에 선택적으로 결합하고 재결합을 막는 것, ssDNA는 DNA자신, 선의 1시적 분리/DNA복제 때 helicase의 작동에 생길 것.-검토:SSB, 당초가->ssDNA분해를 막는 것+특정 DNA polymerase의 복구 확인 ③ DNA Topoisomerase:특히 원형 DNA에 필수!, DNA TopoisomeraseⅡ이 복제에 관여-DNA에 1시적으로 single break자신 double break을 만들어 형태 변이가 가능하게 하는 역할 –>해결되는 방향의 반대로 꼬이고 솔루션는 것이 힘들어 지는 것을 막는 것(fork는 풀수록 tight, 해결이 어려워짐"super coil")-DNA Topoisomerase=DNA Gyrase-closed circular DNA::+(right)/-(left)super coiled DNA(DNA는 원래 상승한 자 신선으로 얽힌 것)~-super coiled=relaxed-ATP사용, 1시적인 cut후 다시 연결한다(DNA breaking-rejoining의 반복)이때 효소가 끊어진 DNA을 갖고 있어야 한다. 각 DNA마지막을 효소의 각 A subunit의 tyrosine에 1시적 공유 결합 ④ Three DNA Polymerase in E.colia.DNA PolymeraseⅠ(PolⅠ)-3개 기능 ⅰ)5'->3'DNA polymerase activityⅱ)3'->5'exonuclease activity"proofreading"ⅲ)5'->3'exonuclease activity:nick이 자신의 면 primer 가르며 공간을 이음(주의! nick을 계속하고 있지 않다.)-Klenow fragment:PolⅠ에 단백질 가수 분해 효소 처리, PolⅠ에 5'->3'polymerase+3'->5'exonuclease기능만 남긴 것-----primer extension, sequencing등 primer 남기고 합성이 필요한 경우 사용-Taq polymerase:PCR에서 DNA염기 결합 제거 역할을 온도에서 함, 열에 강함 b. DNA PolymeraseⅢ---dnaE gene, holoenzyme-core:α(DNA polymerase)+ε(3'->5'exonuclease)+θ(stimulateε)-γ complex(DNA dependent ATPase):γ+δ+δ'+χ+ψ+β*** 살고 있는 생물의 경우, proofreading덕분에 error재신터가 일어날 확률이 낮다:Fidelity exonuclease, proofreading, repair, mutation-정확성 ↑ 5DNA Polymerase in Eukaryotesi.DNA Polymerase :: priming of replication both strandi. DNA Polymerase E: Elongation lagging strandiv. DNA Polymerase β: Elongation laggging strandiv. DNA Polymerase ol: DNA repairv. DNA Polymerase: Replication mitochondrial DNA*** 원핵과 달리 진핵의 경우에는 모두 기능적으로 특화되어 있다.-진핵생물의 DNAP의 경우, 상기는 yeast 검토에서 자신 있는 결과이며, 다른 검토에서는 조금 다를 수 있다. ⑥ Primase/RNA Polymerase⑦ DNA Ligase 3)Detailed mechanism of DNA Replication(1)Initiation시작 단계 ① 원핵 생물:대장 균 oriC(origin)-검토(linker scanning으로 oriC인출)->origin이 없으면 DNA복제 불허

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-originsequence=bubble이 열리는 구간+휘어지는 구간-initiation은 large protein complex를 필요로 할 것입니다.특정 signature sequence->DnaA 등 이를 인식하는 DNA binding protein이 DNA에 결합, 에너지 흰색을 사용하여 DNA를 찢으면 bubble open->helicase, primase가 복제를 진행.② 진핵 생물 in Yeast:ARS(origin)--->origin은 A-T rich sequence!ORC(6 protein complex)->ARS에 bind원핵에서 DnaA와 같은 기능 ③ 원핵, 진핵 다 기본 frame는 마찬가지다. 다양한 단백질이 붙어 bubble open, Licensing factor(ex-cdc6(in yeast)이 origin에 인식 단백질이 붙는 것을 돕는 cf)핵:oriC, DnaA/진핵:ARS, ORC(2)Elongation신장 단계 highly processive신속, 정확하 ① β dimer:원핵 clamp② PCNA trimer:진핵 clamp③ clamp loader(원핵:γ complex):그에은챠이 이 processivity제공하는 것이 아니라 β clamp를 loading하는 기능-γ complex에너지 흰색으로 사용, β이 DNA와 결합 시 γ complex는 만료일(3)Termination종결 단계 1tersequence, Tus protein– tersequence에 Tus protein이 오만하고 복제하지 못하도록 막음(Tus protein->Dna Bstop(Helicase)2circular fork---마지막으로 decatenation(unlinked)필요 → TopoisomeraseIV가 기능 3telomerase(=TERT(telomerase+renatenation=tarase)은 밖에 DNA의 DNAtare-altare)을 다른 DNAperase(경우 germ cell을 제외하고 somatic cell에서는 활성에 안 되cancer cell에서 활성-telomerase가 연장시키고 중요 서열의 보호, 그래도 나머지 부분은?i. telomere end binding protein이 붙어 안정화 ii. loop 형태로 하여 안정화(tloop & Dloop) - telomerase 의미없는 반복서열을 항시시키는 기작을 하므로 자기결합이 가능.여기에 telomere binding protein(ex. TRF, pot일......사람들도 거성 hpot일)