6.8
DNA複製は、DNA複製機構またはレプリソームとして知られる高度に調整された多タンパク質集合体によって行われ、DNA複製の効率が向上します。
機械のコアコンポーネントは、ヘリカーゼ、一本鎖DNA結合タンパク質、DNAプライマーゼ、スライディングクランプ、クランプローダー、および複数のDNAポリメラーゼであり、これらはすべて複製フォークの近くで互いに関連付けられています。
複製DNAポリメラーゼの処理能力は約10ヌクレオチドで、これはテンプレート鎖から解離する前に娘鎖に追加できるヌクレオチドの数です。
これは、妥当な時間枠で全ゲノムをコピーするには非効率的であり、この問題はスライディングクランプタンパク質の助けを借りて解決されます。
ATP がクランプローダタンパク質と結合すると、スライドクランプに結合して開きます。結合すると、クランプローダは ATP を ADP に加水分解します。これにより、クランプローダは解離し、クランプローダが DNA の周囲で閉じます。
次に、DNAポリメラーゼはクランプタンパク質に結合し、それらは一緒にテンプレートDNAに沿ってスライドし、DNAポリメラーゼを鎖につなぎ、その処理能力を最大1000ヌクレオチドまで増加させます。
この処理能力の向上により、DNAポリメラーゼはリーディングストランド上で連続的なDNA複製を行うことができます。
しかし、遅れ鎖テンプレート上では、別のDNAポリメラーゼが不連続なDNA複製を行い、DNAポリメラーゼ分子が先行鎖と遅れ鎖を同時に合成できるようにします。このプロセスは、「トロンボーンモデル」と呼ばれることもあります。
ラギング鎖とそのテンプレート鎖は、DNAポリメラーゼがRNAプライマーから岡崎フラグメント合成を開始するときにループを形成します。
DNAループは、ヘリカーゼがDNAを巻き戻し、遅れている鎖が合成されるときに、両方向から成長します。
DNAポリメラーゼは、次のRNAプライマーに出会うと、テンプレート鎖から分離します。その間、プライマーゼは遅れている鎖に別のプライマーを追加し、成長しているDNAループが放出されます。
クランプおよびクランプローダータンパク質により、DNAポリメラーゼはプライミングされたDNAテンプレートと迅速に再結合することができます。
DNAループの形成とサブシーケンスの崩壊は、新しい岡崎フラグメントの合成ごとに繰り返されます。
DNA複製は、高忠実度のDNA複製を達成するために協調して作用するタンパク質の大きな複合体によって実行されます。この複合体を合わせて、DNA複製機構またはレプリソームとして知られています。
リーディング鎖とラギング鎖の合成は、高度に調整されたプロセスです。これを説明するために、1980年にブルースア…
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