Molecular Biology 728x

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OriginとReplicator

Contents:
  1. ProkaryoticとEukaryoticの複製フォークの比較
  2. 複製のRepliconモデル
    1. OriginとRepliconの用語の定義
    2. Repliconモデルの2つの構成要素
    3. OriginとReplicatorの違い
  3. 細胞分裂
  4. 様々な生物のOriginの比較
  5. Originを見つける3つのassay
  6. Replicator Mapping

ProkaryoticとEukaryoticの複製フォークの比較

DNAポリメラーゼの種類とトロンボーンモデルでは主にE. coliの仕組みを見てきた。 ここではEukaryoticとの比較をする。

  バクテリア(E. coli) Eukariotic (イースト菌)
ポリメラーゼ DNA Pol III Core DNA Pol イプシロン(leading), DNA Pol デルタ (lagging)
プライマーゼ dnaG DNA Pol α/プライマーゼ
Sliding clamp β/dnaN PCNA
Sliding clamp loader タウcomplex RF-C (ポリメラーゼと相互作用してなさそうで、仕組みはよくわかっていない)

複製のRepliconモデル

複製の方式として提案されたものの一つにRepliconモデルがある。 かつて遺伝子発現はinhivitorで抑制されてそれがなければ発現する、と考えられていた時に、 DNAの複製はinitiatorで始まると考えた所が新しい。

OriginとRepliconの用語の定義

DNAの複製は幾つかのウィルスを除いて、端からは始まらない。DNAの途中のどこかから始まる。

  • Origin: DNAのunwindが最初に起こって合成が始まる物理的な場所(サイト)
    • これはgeneticな用語「では無い」事に注意。
  • Origin Efficiency: そのオリジンが細胞分裂をinitiateする割合 (%)
  • Replicon: 1つのOriginから複製フォークによって複製される範囲

Repliconモデルの2つの構成要素

  1. Replicator: 染色体の複製を開始するのに必要なDNA配列(これはgeneticな意味で定義された用語)
  2. Initiator: Replicatorを認識してactivateするタンパク質

このモデルはすべての生物である程度は正しそうだが、単細胞生物よりも複雑な生物に関してはReplicatorが具体的にどういうものなのかは良くわかっていない。

OriginとReplicatorの違い

転写で例えると、promoterと転写の開始位置の違いに相当する。 Originは複製の開始位置であって、Replicatorはプロモーターに相当する配列。

だいたいはReplicatorの方が広い範囲でOriginはより狭く、オーバーラップしている。 ものによってはほとんど同じ範囲な事もある。

細胞分裂

細胞分裂の復習

様々な生物のOriginの比較

生物種 染色体の本数 originの数 ゲノムのサイズ(10^6
E.coli 1本 1個 4.6
S. cerevisiae(イースト) 16本 350個 13
Drosophilia 4本 1200-2万個 80
人間 22+X/Y 3万個くらい 3000

eukaryoticな生物はだいたいオリジンで30kbくらいに分割される。 複製を高速に行う必要がある生物はもっとoriginが多い。

originの場所は胎児か成人かなどによって変わるが、濃度はあまり変わらない。

eukaryoticなoriginは、それぞれinitiateされるタイミングについて、S-phaseの中の特定のタイミングがある。 S-phaseの初期にinitiateされるorigin、中期にinitiateされるorigin、末期にinitiate されるoriginなど。

序盤のoriginからのフォークが何らかの理由で止まっても、後半のoriginが続きを合成出来る。

Originを見つける3つのassay

Originを見つける3つのassay

Replicator Mapping

ReplicatorMapping