theta質粒複製




theta質粒複製
theta質粒複製

theta質粒複製

複製的質粒起源的一般結構

  • 複製從複製的起源開始(ori)。
  • 它指的是由複製引發因子針對的序列的部分。
  • 複製的起源或ori指的是順式-ori和複製子參考基本或最小複製子。
  • REP蛋白在複製過程中有助於啟動。
  • 但是,一些theta質粒取決於宿主的起始因子進行複製。
  • 重複識別站點通常包括直接重複或意大利
  • 它的特定序列和間距對於引發劑識別很重要。
  • 存在兩個rep蛋白
  • R6K的π
  • Cole2的Repa

複製啟動:雙鏈熔化和重新組裝組件

  • 雙鏈熔化取決於轉錄。
  • 它可以由質粒編碼介導反式- 作用蛋白(代表)。
  • 當Rep蛋白結合ORI區域時,就會形成核蛋白複合物。
  • 在富含A+T的段,開放DNA雙鏈體。
  • DNA的兩條鏈的開口很重要。
  • 在theta型質粒中,重新分散體的組裝可以是:
    • DNAA依賴性
    • pria依賴性
  • DNAA依賴性組件與在oric。這是染色體複製開始的網站
  • 依賴PRIA的組裝在複製叉逮捕後重新啟動複製。它取決於D-Loop的形成,並具有同源重組提供的額外DNA鏈。
  • 在theta型質粒中,REP蛋白會解開這兩條鏈。
  • 在將DNAB加載到其中的情況下形成複製叉。DNAA有助於這種負載。
  • 一些質粒取決於雙鏈熔化的轉錄,即兩條鏈的放鬆。
  • 筆錄本身可以在其中處理,並成為擴展的底漆。
  • 當底漆連續擴展時,它會導致鉛鏈的合成。
  • 它促進了位移環或D環的形成
  • 新生的ssDNA鏈分離了DNA雙鏈體的兩個鏈,並與其中一個雜交。
  • PRIA(原始組裝的發起者)可以招募到D環的分叉結構。
  • 或者,可以將PRIA招募到發夾結構。當雙鏈DNA打開時,它會形成。
  • Pria有助於放鬆滯後鏈的手臂。
  • 它還有助於組裝兩個附加的蛋白質(PRIB和DNAT),以將DNAB加載到滯後鏈模板上。
  • 在這種情況下,DNAB的加載與DNAA無關。
  • 加載DNAB後,複製的依賴性DNAA依賴性和非依賴性模式會收斂。
  • 參與其中的其他蛋白質和酶是:
    • SSB(單鏈結合蛋白)
    • DNAB(解旋酶)
    • DNAC(加載係數)
    • DNAG(原始酶)
    • DNA聚合酶III(POL III)全酶。
  • SSB蛋白結合單鏈DNA並有助於其穩定。
  • 然後在複製叉中,DNAB以與DNAC的複合物的形式加載。
  • 然後,DNAG(原始酶)合成RNA底漆以合成滯後鏈合成。
  • 然後加載pol III全酶。
  • Holoenzyme包含:
    • 核心(帶有α,催化亞基和ε,3'→5'外切核酸酶亞基),
    • 2加工性因子
    • DNAX複合物ATPase。
  • DNAB解旋酶活性通過與POL III的相互作用刺激,並通過與DNAG的相互作用進行調節。
  • 它促進了在滯後鏈上慢速底漆合成過程中領先的合成與滯後鏈合成的協調。
  • 在革蘭氏陰性細菌中,存在單個複製聚合酶(POLII III)。
  • 在革蘭氏陽性細菌中,存在兩個複製性聚合酶:
    • 波爾克
      • POLC聚合酶有助於合成領先鏈。
    • DNAE在滯後鏈上移交給POLC之前,將DNAG合成的底漆擴展。
  • 在theta質粒中,滯後鏈合成是不連續的,並與前鏈合成協調。
  • 複製酶延伸了RNA底漆的遊離3’-OH,可以由DNAG PRIMASE(克 - 細菌)生成
  • 它是通過DNAE和DNAG PRIMASE的一致作用(在革蘭氏 +細菌中)完成的
  • 它也可以通過替代質粒編碼的原始酶來完成。
  • 不連續的滯後鏈合成涉及重複的啟動和伸長岡崎碎片。
  • DNA聚合酶I(pol I)以多種方式有助於質粒複製。
  • 在Cole1和Cole1樣質粒中,pol I可以延伸底漆以啟動前鏈合成。
  • 然後打開DNA雙鏈體。
  • 這個過程可以暴露在滯後鏈中的發夾結構,稱為單鏈啟動((SSI地點或者原始組裝((pas地點,和/或生成D環。
  • 發夾和分叉結構都招募了Pria。這是Replisome Initiation Complex中的第一步。
  • 然後,POL,我幫助綜合不連續的滯後鏈。
  • 它通過其5'→3'外切核酸酶活性去除RNA底漆,並通過其聚合酶活性填補剩餘的間隙。
  • pol I在功能上可以替換Pol III大腸杆菌
  • 有三種複製模式用於循環質粒複製。他們是:
    • Theta
    • 鏈置位
    • 滾動圓。

theta質粒複製:

  • theta複製模式類似於染色體複製。
  • 有領先和滯後鏈的合成。
  • 滯後是不連續的。
  • 這種複製模式不需要DNA斷裂。
  • 在複製的早期階段,氣泡形成。
  • 它類似於希臘字母θ。
  • theta複製有4種類型:
    • θ類A。
    • θ類b
    • θ類c
    • θ類d

A類複製

  • A類質質粒包括:
    • R1
    • RK2
    • R6K
    • PSC101
    • pps10
    • F
    • p
  • 對於複製起始,所有這些質粒都取決於REP蛋白:
    • R1,PSC101,PPS10和P1的REPA
    • RK1的TRF1
    • R6K的π
  • REP蛋白在複製的質粒起源中結合interon(直接重複)。
  • 在質粒P1中,REPA單體通過連續的兩個螺旋旋轉接觸每個Iteron。
  • 它導致DNA的同相彎曲,它圍繞REPA包裹。
  • 在R6K質粒中,其同源ITERON的π結合彎曲了DNA並產生包裹的核蛋白結構。
  • A類複製的A類質粒起源中存在多個Iteron的兩個例外是:

(a)質粒R1,其中具有兩個部分的後驗序序列而不是Iteron。R1 pelindromic序列由REPA識別。

(b)R6K質粒,具有複製的三個起源:

  • γ(有7個Iteron)
  • 第二個起源(α)具有單一的iTeron
  • 第三來源(β)隻有一半的意大利。
  • γori是建立起源。當π蛋白水平低時,它允許立即複製起始。
  • α和βoriS將是通過垂直傳輸遺傳質粒的細胞中的維持起源。
  • γori充當增強子,通過轉移π的遠程激活有利於α和βoris的遠距離激活。
  • α和βoriS仍然取決於存在oriγ。
  • REP結合ORI區域,雙鏈DNA熔化發生。
  • REP-DNAA相互作用經常涉及。
  • 在質粒PSC101中,REPA有助於穩定DNAA與遠處的結合DNAA它導致鏈融化。
  • 質粒P1ori有兩套串聯DNAA兩端的盒子。
  • DNAA結合向上循環DNA,從而導致DNAB的優先載荷到其中一個鏈中。
  • RK2的TRFA介導了開放的複合地層和DNAB解旋酶在沒有的情況下負載DNAA
  • 仍然需要DNAA蛋白的存在。

B類複製:

  • B類質質粒包括Cole1和Cole1樣質粒。
  • B類質粒依靠宿主因子進行雙鏈熔化和底漆合成。
  • DNA雙鏈體是通過轉錄(〜600 bp)的RNA II的轉錄來打開的。
  • 它是從組成型啟動子P2轉錄的。
  • 預播種RNA的3'末端形成了穩定的混合體ori
  • 這種穩定的RNA-DNA雜交(R-Loop形成)。
  • 轉錄本和滯後鏈DNA模板之間的G-C配對有助於它。
  • 它在G-和C豐富的拉伸之間形成發夾結構。
  • 然後,RNA預播通過RNase H處理免費3'-OH端
  • 它識別RNAII中的AAAAA主題。
  • POL I對此RNA底漆的擴展啟動了前鏈合成。
  • RNA底漆擴展的點(稱為RNA/DNA開關)被認為是複製起始點。
  • 新生的前鏈將DNA雙鏈體的兩條線分開,並可以與前鏈模板雜交,形成D環。
  • PRIA被招募到D環的分叉結構。
  • 或者,雙工打開時,可以將PRIA募集到在滯後鏈模板上形成的發夾結構。
  • Pria菌株不支持Cole1質粒複製。
  • 型型突變Pria Prib導致Cole1質粒拷貝數量減少。
  • 當加載pol III全酶時,該聚合酶會繼續進行前鏈合成。
  • 然後它啟動滯後鏈合成。
  • 滯後鏈向RNA II序列的POL III複製在DNA/RNA開關上遊捕集17 bp,在已知的位置Terh
  • 這是單向複製。
  • POL III的滯後複製似乎結束了幾百個上遊的核苷酸Terh站點,留下由Pol I填補的差距。

R環的組:

  • R環形成對於複製啟動過程至關重要。
  • RNase H和/或POL的缺陷並不能阻止啟動。
  • 在沒有RNase H的情況下,未加工的轉錄本仍然可以以一定的頻率擴展。
  • 在沒有POL I的情況下,POL III的重新組合仍然可以加載到由轉錄本和滯後鏈模板形成的R環上。
  • R環的形成是由於轉錄過程中前進的RNA聚合酶的蹤跡而導致的,並且是有害的。
  • 這是因為R-loops阻止轉錄和翻譯過程中的伸長步驟。
  • 因此,細胞抑製了外的R環形成。

theta複製的混合類(C類):

  • 在這兩個類中存在專門的啟動機製,它們與A類和B類複製的元素結合在一起。
  • REP蛋白存在於C類和D質粒中。
  • 他們通過自由3’-OH的Pol I擴展來啟動前鏈合成。
  • 它們在滯後鏈合成的3個方向上具有終止信號。
  • 這些質粒的複製是單向的。
  • C級和D級發展了專門的啟動機製。
  • C類包括Cole2和Cole3質粒。
  • oriS對於這兩個質粒最小,僅在兩個位置上有所不同。
  • 其中之一決定質粒特異性。
  • Cole2和Cole3奧裏斯有兩個Iteron,並顯示兩個離散功能子區域。
  • 一個人專門研究REP蛋白(區域I)的穩定結合
  • 另一個專門研究DNA複製的啟動(III區)。
  • C類質粒中的REP蛋白具有培根活性。
  • 它合成了一個獨特的底漆RNA(PPAPGPA),該RNA在原點區域的固定位置在Pol I中擴展。
  • C類複製是單向的。
  • rep蛋白可能會綁定到ori開始複製後,阻止了複製體合成滯後鏈的進展。

D類:

  • 它包括大型低拷貝鏈球菌質粒。
  • 複製發生在各種革蘭氏陽性細菌中。
  • 例子:
  • 腸球菌糞便PAMβ1
  • PIP501來自鏈球菌agalactiae
  • PSM19035來自鏈球菌為鏈球菌
  • 它需要跨ORI序列,pol I擴展和PRIA依賴性重置組裝的轉錄。
  • 轉錄本是由控製REP表達的啟動子生成的。
  • 複製取決於通過原點的轉錄。
  • REP專門綁定到獨特的站點。
  • 富含良好的序列的變性發生並形成開放式複合物。
  • 這種結合將富含富含的序列定位在結合位點的下遊,形成開放式複合物。
  • Repe在底漆處理中還具有積極作用。
  • 隨著熔化的增加,bepe的結合和repe可以從接近RNA/DNA開關附近的Repe操縱子上裂解轉錄本。
  • D類重新組裝組件依賴於PRIA。
  • 可以從下遊找到150 nt的重新組裝信號ori在滯後模板上。
  • 複製停滯是由TOPB誘導的,TOPB是質粒編碼的拓撲異構酶。
  • 第二次複製逮捕是由與特定地點分解RESB發生碰撞引起的。
  • 它是負責質粒分離穩定性的質粒基因。