[왓슨 분자생물학] 9장 DNA 복제-3
9.6 복제분기점에서의 다른 단백질
1) RNA 프라이머 제거
- DNA 복제완결: RNA 프라이머 제거필요. (RNase H) → 5' 핵산말단분해효소(5‘ Exonuclease)가 마지막 남은 rNTP 제거 → DNA pol.(제거된 프라이머 부위 채움) → Ligase (틈 수리. ATP 이용)
2) DNA Helicase
- 복제분기점 앞에서 이중나선을 푼다.
- DNA pol.은 이중가닥 DNA 분리 못 시킴. → Helicase 가 단일가닥으로 만들어 줌 (ATP필요)
- 5‘→3’ 극성 방향성(지연가닥), 진행성 (한 번 붙으면 잘 안떨어짐. 고리모양 6량체).
3‘→5’도 있을 수 있음. (Helicase 마다 특성이 다름)
- ssDNA를 따라 이동함과 동시에 상보가닥 제거
3) SSB(Single Strand DNA Binding Protein)
- 분리된 가닥을 안정화. 협동적 특성(바로 SSB 옆자리에 SSB가 또 결합). ssDNA를 펼쳐지게 함.
- 서열과는 상관 없음. 인산 주골격과의 상호작용. 정전기적 상호작용.
DNA 중첩 상호작용으로 ssDNA에 접근(+약간의 수소결합)
4) 위상이성질체 효소(Topoisomerase)
- 복제분기점에서 DNA 두 가닥이 풀릴 때 분기점 바로 앞의 dsDNA는 양성초나선 형태.(감긴정도가 더 심해짐)
- Topoisomerase가 양성초나선을 음성초나선으로 바꾸는 역할을 한다.
5) 복제분기점 효소 (수행비서 역할)
- DNA Pol 기질의 범위를 넓힌다.
- DNA Pol 혼자서는 ssDNA 결합 프라이머의 3‘OH에 신장만 가능
- 복제분기점 효소 : Primase, DNA Helicase, Topoisomerase 가 도울 수 있게 DNA Pol 의 기질의 종류를 늘려준다.
- Primase : to DNA 가닥합성을 시작 할 수 있는 능력 제공
- 명칭만 다를 뿐 DNA 복제효소활성은 세균,효모,인간 모두 같다.
- DNA Helicase : 어떤 공유결합파괴 없이 DNA 두 가닥 사이의 수소결합만 깬다
- Topoisomerase : 표적 DNA만 공유결합을 깬다. 그래도 다시 붙여놓고 간다.
- DNA Helicase 와 Topoisomerase 둘 다 화학구조를 바꾸지 않고 DNA 입체구조만 바꾼다.
- 복제분기점 작용 단백질들은 서열과 상관없이 상호작용
9.7 DNA 중합효소의 특수화
1) DNA Pol 의 역할
- E.coli는 최소 5가지 DNA Pol 이 있고, 효소의 성질ㆍ소단위구성 및 수에 따라 구별된다.
- Holoenzyme(완전효소) : (= 활주클램프ㆍ클램프장전자ㆍ3개 DNA Pol. IIIㆍ3개 τ단백질)
원핵생물의 DNA pol.III가 구성. 9개 소단위체로 구성. DNA 복제의 웬만한 기능을 다 한다.
- DNA Pol. III: E. coli 염색체 복제 주효소. 매우 큰 진행성을 가진다. Holoenzyme의 구성 효소
- DNA Pol. I : E. coli의 5‘ 말단분해효소 (5' Exonuclease) 기능
RNase H가 분해하지 못하는 RNA-DNA결합체를 제거. 교정기능도 가진다.
* RNA 프라이머 제거과정 : ① RNase H, ② 5' Exonuclease, ③ DNA Pol III, ④ Ligase
- E. coli의 나머지 3개 DNA Pol.은 DNA 회복기능. 교정기능은 없다.
- 진핵의 DNA Pol. 은 15개 이상 있음. DNA Pol. δ, DNA Pol. ε, DNA Pol. α/Primase 는 유전체 복제에 필수
- DNA Pol. α/Primase : 새 DNA 가닥합성을 개시. RNA 프라이머를 스스로 제작. 진행성은 낮다.
DNA pol. δ과 ε이 빠르게 대체.
- DNA Pol. δ : 지연가닥 합성 (오카자키 단편 합성)
- DNA Pol. ε : 선도가닥 합성
2) 활주클램프(PCNA)는 진행성 증가시킨다.
- 진행성이 높으면 염색체 복제가 빠르다.
- PCNA는 DNA Pol. 에 단단히 결합하여 DNA Pol이 떨어지더라도 다시 신속히 재결합을 가능하게 함.
(프라이머 결합된 주형에 결합한 DNA Pol과 친화성이 있다)
- DNA Pol 과 떨어져도 DNA와 결합. PCNA로써 염색질조립효소와 상호작용
3) 클램프장전자 역할
- 활주클램프를 열어서 DNA와 결합시킨다(ATP 사용)
- 활주클램프가 필요하지 않을 때 DNA와 분리시킨다(ATP 필요 없음).
DNA Pol과의 결합자리가 중복되어 다른 단백질과 결합이 안되었을 때만 활주클램프 분리시킨다.
참고문헌 : Watson. (2014). 왓슨 분자생물학(7판). (주)바이오사이언스출판