DNAを複製する時は、二重らせんをほどく必要がある。
両者は同じ分子なことも違うことも違うこともある。
プライマーを合成する酵素。RNAポリメラーゼ。 複製フォークの付近に6〜8bpのRNAプライマーを合成する。
DNAポリメラーゼは、ある程度の長さがある所からしか合成を始められない。プライマーが必要。 プライマーはRNAでもDNAでも構わない。
RNAポリメラーゼはリポヌクレオチド2つを持ってきてそこから合成を始めることが出来る。
なぜ複製フォークの付近から始めるかというと、プライマーぜは複製フォークを形成するDNAヘリカーゼと相互作用することでacrivateされる。(これはバクテリア、つまり原核生物でも同様)
一本鎖を囲むリング状の酵素。二本鎖を力づく(?)で解いていく。
DNAポリメラーゼも解く能力はあるが十倍くらい多く時間が掛かる。PCR反応などではDNAヘリカーゼ無しで反応が進むのはこれが原因とか。
細胞内の複製メカニズムは1000bp / sec のスピードで進むが、PCR反応では、ポリメラーゼは1000bp / min の速度で動く。60倍遅い。 しかもPCR反応ではdenaturingして三次構造などが解体された状態のDNAに対して行っている。
細胞内には何百もの異なる種類のヘリカーゼがいるが、ここでは複製フォークに働くreplicative helicaseのことについて話をする。
MolecularBiologyResourcesのhelicase.pngも参考のこと。
replicative helicaseはリング状の6量体。
リングが1本鎖を囲み、二本鎖をほどいていく。 大きさ的に一本鎖しか入らないようになっている。
DNAヘリカーゼは、囲んでいる鎖はDNAである必要があるが、解く相手側はなんでも気にせず進んでいく。 実験で反対側をpolyethylen glycolにしたものに対して試しても、やはりDNAヘリカーゼは二本鎖をほどいていく。
6量体を構成する6つのタンパク質は、ATPを結合して加水分解する酵素を含み、その部位は外側にある。
内側にはヘアピン構造があり、このヘアピン部分がDNAの塩基一つ一つと相互作用する。パドリングして進む。
ヘリカーゼはDNAを分離するのにATPを消費する。
こうしてDNAを下へ下へと押していく。
大きく動くのはATPを加水分解する時では無く、ATPと結合している時であることに注意。
塩の濃度とannealの関係
DNAの1本鎖は負に帯電しているので、普通は反発するからannealしない。 塩の濃度が高いと(おそらく周りの塩の負電荷とも反発するから相対的に)反発が抑えられてannealする。
ヘリカーゼはssDNAの特定の方向にだけ進む。どうやってどちらの向きかを調べるか?
helicase_polarity.pngも参照のこと。
blunt cutting restriction enzymeで切ると言っているが、blunt cuttingってどういう意味だろう?
バクテリアのヘリカーゼはラギング鎖につく、といった。ヘリカーゼはどちら向きに動くだろうか?
SSBは、解いた2本鎖がすぐにまたくっつくのを防ぐためのタンパク質。 ラギング鎖のテンプレートに素早く結合して再annealを防ぐ。