DnaA ditargetkan oleh mekanisme lain yang
menghambat cepat reinisasi salinan baru yang
disintesis dari oriC . Seperti yang dijelaskan di
atas , hanya DnaA terikat ATP dapat langsung
inisiasi replikasi; namun , ATP terikat ini diubah
menjadi ADP selama proses inisiasi . Dengan
demikian , proses ini mengarakan putaran inisiasi
replikasi menginaktivasi DnaA , mencegah
penggunaan kembali . Proses exchancing ADP
terikat untuk ATP adalah satu lambat , dilanjutkan
menghambat akumulasi replikasi ATP yang
kompeten terikat DnaA . Proses replikasi terdekat
untuk mengikat di oriC . Ada lagi yang 300 dnaA
90mer mengikat bagian luar dari oriC (DNA juga
bertindak transcripstional a) , dan karena mereka
direplikasi , angka ini dua kali lipat . Peningkatan
situs DnaA mengikat bertindak untuk mengurangi
kadar DnaA yang tersedia.
Bersama-sama , metode ini cepat dan secara
dramatis mengurangi kemampuan dari E.coli untuk
memulai replikasi dari salinan baru oriC .
Meskipun mekanisme ini mencegah reinisasi cepat,
hambatan ini tidak selalu berlangsung hingga
pembelahan sel adalah tingkat, salinan putri oriC
harus inisiasi replikasi sebelum lengkap dari
putaran sebelumnya replikasi . Ini dikarenaka oleh
sel E.colli dapat membagi setiap 20 menit , tetapi
dibutuhkan lebih dari 40 menit untuk mereplikasi
genom E.coli . Dengan demikian , dalam kondisi
pertumbuhan yang cepat sel E. Coli reinisiasi
replikasi sekali dan kadang-kadang dua kali
sebelum selesainya putaran sebelumnya replikasi
(kotak 8-7 Gambar 2 ). Bahkan dalam kondisi
pertumbuhan tersebut cepat, inisiasi tidak
penghematan lebih dari sekali per putaran
pembelahan sel . Dengan demikian , untuk setiap
putaran pembelahan sel , hanya ada satu putaran
replikasi inisiasi dari oriC.
AKHIR REPLIKASI
I
Repliasi DNA secara komplit membutuhkan peristiwa atau kejadian tertentu secara
menyeluruh. Kejadian ini berbeda dari sirkular (lingkaran) dan linear kromosom. Untuk
sirkular (lingkaran kromosom), percabangan replikasi dapat meniru seluruh molekul tetapi
KOTAK 8-7 GAMBAR 2. Asal replikasi reinisiasi replikasi sebelum pembelahan sel oada sel yang tumbuh dengan cepat. Untuk memungkinkan genom untuk sepenuhnya direplikasi sebelum setiap putaran pembelahan sel , sel-sel bakteri sering harus inisiasi replikasi DNA dari asal tunggal mereka sebelum selesainya pembelahan sel. Ini berarti bahwa kromosom yang yang dipisahkan ke dalam sel anak sedang aktif direplikasi. Ini berbeda dengan sel-sel eukariotik, yang tidak memulai segregasi kromosom sampai semua kromosom lengkap direplikasi.
topologi hasi replikasi terkait satu sama lain. Sebaliknya replikasi terakhir dari kromosom
linear tidak bisa diselesaikan oleh percabangan replikasi yang telah kita diskusikan
sebelumnya. Oleh sebab itu organisme pembawa kromosom tipe linear telah
mengembangkan strategi terbaru untuk mengatasi masalah dari replikasi terkahir.
TIPE II Topoisomerase Dibutuhkan Untuk Memisahkan Anak Molekul DNA
Setelah selesainya repliaksi dari sirukalar (lingrakaran) kromosome, hasil dari anak
molekul DNA tetap di hubungan bersama catenanes (gambar 8-34). Catenane secara umum
adalah istilah dari dua putaran (siklus) yang berhubungan (mirip seperti rantai yang terikat) .
untuk memisahkan kromosom ini menjadi anak sel yang terpisah, dua siklus molekul DNA
harus dilepas satu sama lain atau Dekatenasi (pemisahan). Pemisahan ini dikenal dengan
nama aksi tipe II Topoisomerase. Seperti yang telah didiskusikan di Bab (Chapter) 6, enzim
ini memiliki kemampuan untuk memecahkan molekul dsDNA dan melewati kedua molekul
dsDNA menuju fase istirahat. Reaksi ini bisa sangat mudah memisahkan dua anak siklus
anak kromosom dengna memecahkan satu dan melewati kedua fase istrirahat, memungkinkan
pemisahan mereka mejadi sel-sel yang terpisah.
Meskipun aktifitas pemisaahan kromoson sirkular sudah cukup jelas, tetapi aktifitas
tipe II topoisemerase bisa mengaggu pemisahan dari pemisahan dari molekul linear yg besar.
Mesikpun tidak ada hubungan antara kaitan topologikal setelah replikasi dari molekul linear ,
kromosom eukariotic yang ukuran besar mengharuskan adanya hubungan antara DNA
menuju putaran-putaran rangka protein (lihat Bab 7). Penggabungan ini membuat beberapa
masalah dari siklus kromosom ketika anak kromosome harus dipisahkan.
Gambar 8-34 Topoisemerase II mengkatalisis dekatanasi produk replikasi. Setelah molekul DNA sirkular direplikasi , molekul DNA daughter lengkap yang dihasilkan tetap berhubungan satu sama lain . Tipe II topoisomerase DNA secara efisien dapat memisahkan atau decatenate ) lingkaran DNA ini.
,
Lagging-Strand Sistesis Tidak Mampu Untuk Menyalin Hasil Akhir Dari
Kromosome Linear
Kebutuhan primer dari dalam RNA untuk sintesis DNA membuat dilema untuk replikasi dari
akhir kromosom linear, yang di sebut dengan “Akhir masalah replikasi (Gmbr 8-35). Masalah
kesulitan ini tidak bisa di observasi selama duplikasi Leading-Strand template. Dalam kasus
ini satu bagin dalam primer RNA secara langsung dari permulaan rantai DNA yang bisa
diperluas ke contoh 5’ ekstrem. Sebaliknya persyaratan dari beberapa primer multiple untuk
menyelesaikan lagging-strand sistesis dimaksudkan bahwa salinan contoh tidak bisa d buat.
Walaupun ujung dari RNA terakhir dari pecahan sintesis fragment Okazaki menguatkan ke
dasar akhir oasangan dari healing-strand teplate, sekali molekul RNA berpindah, akan tetap
ada di bagian terkecil dari ssDNA yng tidak tereplikasi dari akhir suatu kromosom.
Ini membuktikan bahwa dari setiap putaran dari replikasi DNA akan menghasilkan
pemendekkan molekul satu atau dua anak DNA. Jelaslah bawhwa skenario ini dapat
menggangu penyelesaian perkembangan dari material genetik dari generasi ke generasi.
Perlahan tapi pasti gen dari akhir kromosom akan lenyap.
Organisme memecahkan akhir replikasi dengan berbagai cara. Sala satu solusi dengan
menggunakan protein dari bagian RNA sebagai primer dari tiap hasil akhir fraqment Okazaki
di setiap kromosome (Gmbr 8-36). Dalam situasi seperti ini “protein dasar” mengikat ke
lagging-strand template dan mengunakan asamamino untuk menyediakan pergantian OH ke
3’-OH secara normal disediakan sebagai Primer RNA. Penggunaan utama dari akhir lagging
Gambar 8-35. Masalah replikasi akhir. Sebagai lagging-strand mesin replikasi mencapai akhir kromosom , di beberapa titik, primase tidak lagi memiliki ruang yang cukup untuk mensintesis RNA primer baru. Hal ini menyebabkan replikasi lengkap dan wilayah ssDNA pendek pada ujung 3 ' dari produk DNA yang lagging strand. Bila produk DNA ini direplikasi makan akan dipersingkat dan akan berkurang putaran wilayah replikasi.
Gambar 8-36 Protein priming sebagai solusi untuk masalah akhir replikasi. Dengan mengikat polimerase DNA dan ujung 3 ' template , protein menyediakan gugus hidroksil priming untuk sintesis DNA dimulai . Pada contoh , protein bilangan prima semua sintesis DNA seperti yang terlihat selama bertahun- virus . Untuk molekul DNA yang lebih panjang , metod ini menggabungkan dengan fungsi asal konvensional untuk meniru kromosom.
strand, protein dasar menjadi ikatan kovalent ke 5’ akhir dari kromosom. Pemasangan
replikasi jenis seperti ini dapat di temukan di akhir dari liear kromosom dari spesies bakeri
tertentu (hampir seluruh bakteri memiliki kromosam sirkular atau lingkaran) dan akhir dari
linean kromosom bakteri terntentu dan virus pada hewan.
Kebanyakn sell eukaryotik sepenuhnya perbedaan solusi untuk replikasi akhir
kromosom mereka. Seperti yang telah kita pelajari bersama di Bab 7, akhir dari suaru
kromosom eukaryotik di kenal dengal tellomere dan mereka pada umumnya terdiri dari
kepala dari ekor menyalin dari urutan TG-rich DNA. Sebagai contoh telomere manusia
terdiri dari banyak penyalinan dari 5’TTAGGG-3’. Walaupun banyak pengulangan dari
doubel-stranded tetapi bagian 3’ dari kromosome meluas di luar 5’ sebagai ssDNA. Struktur
unik seperti ini bertindak sebagai asal baru replikasi yang mengkompenasis masalah pada
akhir replikasi. Asalnya mereka tidak beinteraksi dengan protein yang sama sebagai
pengingat dari asal eukariotik, tetapi sebaliknya Ssebagai rectuits khusus DNA polimerase
yang disebut dengan telomerase.
Telomerase Adalah DNA Novel Polymerase Yang Tidak Memerlukan Cetakan
Eksogen
Telomerase adalah enzim yang luar biasa yang termasuk dalam sub unit multipel
protein dan komponent RNA (dan karenanya sebgai contoj dari dibonucleoprotein , lihat
chapter 5). Seperti DNA polimerase lainya, telomerase bertindak untuk memperpanjang akhri
3’ dari substrat DNA. Tetapi tidak seperti DNA polimerase, telomerase tidak membutuhkan
contoh DNA eksogen secara langsung untuk penambahan dNTPs yang baru, komponent
RNA tolemerase menyajikan contoh untuk menambahkan urutan tolemerase 3’ batasan dari
akhir kromosom (lihat Interaktif Animasi 8-3). Tolemerase khusus memanjang 3’OH dari
partikular urutan ssDNA mengunakan RNA sendiri sebagai contoh. Sebagai hasil sebagai
mekasime fungsi tidak biasa, sintesis DNA yang tidak biasa adalah untaian tunggal.
Kunci dari fungsi tolemerase yang tidak biasa adalah megungkapkan
dengan menggunakan enzim dari komponent RNA, yang disebut dengan telomerase RNA
atau TER. Bedasarkan organisme, ukuran variasi TER dari 1500 to 1300 basis. Dari seluruh
organisme, urutan dari RNA termasuk wilayah yang singkat yang dikode ~1.5 salinan
komponent urutan tolemerase (untuk manusia, urutanny adalah 5’ AAUCCCAAUC-3’).
Wilayah ini untuk RNA dapat menguatkan ssDNA akhir 3’ dari tolemerase (Gambar. 8-37).
Proses menguatkan ini terjadi dalam beberapa cara bagian dari contoh RNA rantai
tunggal, membuat awal; sebuah contoh hubunggan yang dimana bisa bertidak sebagai
telomerase. Yng menarik adalah satu dari subunit protein dari telomeras adalah bagian
anggota dari klass polemerase DNA yang digunakan sebgai contoh dari RNA yang disebut
dengan Traskriptase yang mundur (sub unit ini disebut dengan tolemerase traskiptase yang
mundur atau TERT). Seperti yang kita lihat di Bab 11, enzim ini “transkripase-mundur’’
RNA menjadi DNA malah membutuhkan traskrip biasa DNA ke RNA. Menggunakan
hubugan antara contoh RNA, simtesis TERT DNA ke akhir dari contoh wilayah TER tetapi
tidak bisa berlajt untuk menkopi lebih dari point RNA. Pada saat ini, RNA tidak berkaitan
Gambar 8-37 Replikasi telomere dengan telomerase . Telomerase menggunakan komponen RNA untuk anil ke ujung 3 ' dari wilayah ssDNA dari telomer . Telomerase daripada menggunakan transkripsi kegiatan terbalik untuk DNA disintesis untuk akhir cetakan RNA. Telomerase daripada menggantikan RNA dari produk DNA dan kembali meningkat pada akhir telomere dan mengulangi proses.
dengan produk DNA, reannelals untuk 4 terakhir nukleutda dari telomere, dan mengulang
proses ini.
Karakteristik dari tolemerase dari beberapa cara berbeda dan di cara yang lain mirip
dengan polymerse lainya. Beberapa bagian dari komponen RNA, kekurangan kebutuhan dari
faktor eksogen template, dan kemampuan untuk menggunakan sepenuhnya substrat ssDNA
untuk menghasilkan sebuah produk ssDNA yang bisa melakukan pengulangan kembali
contoh sintesis secara langsung. Secara resmi, ini berarti bahwa tolemerase termasuk dari
RNA-DNA aktivitas helicase. Di lain hal, seperti kebanyakan DNA polimerase, telomerase
menyediakan contoh langsung tambahan nucleotida, dan berperan sebagai, yang hanya
memperpanjang 3’OH akhir dari DNA, menggunakan nucleotida awal yang sama, dan
bertindak sebagai cara prosesiv, menambahkan banyak urutan pengulangan dan mengikat
substrat DNA. Menarik implikasi dari peran telomerase dalan meregulasi sel pertumbuhan
dan cell penuaan akan didiskusikan di kotak 8.8, Penuaan, kanker dan Hipotesis Telomerase.
Telomerase Menyelesaikan Masalah Akhir Replikasi Dengan Memperluas 3’
Akhir Dari Kromosom
Ketika telomerase bekerja pada akhir 3’. Ini memperluas hanya satu atau dua rantai
dari kromosome. Dan bagaimana akhir 5’ memperluas? Ini dicapai dengan lagging-strand
replikasi mesin DNA (Gambr. 8-83). Dengan membuktikan perluasan akhir 3’, telomerase
menyediakan tambahan cetakan (template) unyuk lagging-strand mesin repliakasi
Gambar 8-38 Perpanjangan ujung 3 ' dari telomer dengan telomerase memecahkan masalah replikasi akhir. Meskipun telomerase hanya secara langsung meluas ujung 3 ' dari telomer , dengan menyediakan cetakan tambahan untuk sintesis DNA untai tertinggal - , kedua ujung kromosom akan diperpanjang.
CONENECTIONS MEDIS
Kotak 8-8 Penuaan, Kanker, dan Hipotesis Telomerase
Semua organisme adalah makhluk hidup. Apakah dalam hari atau minggu hidup banyak makhluk
kecil atau dalam beberapa tahun rata-rata kehidupan manusia, organise tidak bisa lepas dari
kematian intrisik mereka. Tidaak mengejutkan, penelitian (dan yang lainya) telah melakukan studi
panjang untuk berharap mengetahuai keterbatasan terhadap mereka, dan mungkin, mengatasi
mereka dan menemukan mitos “Fountain of youth”
Ketika penelitian-penelitian mengembangkan cara untuk menemukan hormon pertumbuhan
sel di luar tubuh, mereka berfikir bahwa sel adalah abadi. Ini menunjukkan bahwa kematian adalah
masalah bagi seluruh makhluk hidup, bukan hanya sel. Hipotesis ini di singkirkan ketika Leonad
Hayflick mempelajari tentang divisi sell budaya secara teliti. Dia menemukan bahwa walaupun dalam
isolasi, sell bisa membagi dalam jumlah terbatas. Menariknya, studi Hayflick’s menemukan bahwa
nomor divisi dari sell bisa melewati karakteristik dari sumber sell, yang diketahui dengan “Limit
Hayflick”. Studi Hayflick memunculkan ide bahwa sell terdiri an intristik countdown clock that
limits nomor dari divisi bahwa sel bisa berpatisipasi didalamnya. Ketika waktu mencapai ke angka nol,
sell akan mencegah pembagian selajutnya. Selama bertahun-tahun indentifikasi molekul sebagai jam
tidak diketahui, walaupun begitu, sebagai nature dari telomerase dan peran mereka dalam replikasi
DNA dapat lebih dimengerti, ini menjadi jelas bahwa telomerase bisa lama di cari setelah divisional
clock. Konsisten dengan ide ini, isolasi DNA telomerase dari orang muda lebih lama dibandingkan
degan orang yang tua. Obeservasi ini menyebabkan hypotesis bawa panjag telomeric DNA
membatasi jumlah waktu sel untuk membagi. Walaupun konsep ini masih banyak mempunyai
hipotesis, penelitian mendukung untuk ide bahwa tolemerase yang berhubungan dengan sell
pennuaan telah berakumulasi. Sebagai contoh, hipotesis menjadi layak diterima, sel normal secara
simple melanjutkan untuk memperluas altivitas telomerase. Sebaliknya sel-sel ini bisa secara
sederhana melanjutkan untuk memperluas telomerasenya diperpendek. Memang (Sesungguhnya),
banyak sel-sel yang normal mempunyai aktivitas telomerase yang terbatas.
Penemuan dari peningkatan aktifitas telomerase di sell
kanker telah menyebabkan hypotesis bahwa telomerase mungkin dapat mewakili metode untuk
membatasi kapasitas pertumbuhan. Benar mungkin ini bisa menjelaskan kenapa organisme
multiselular tidak bisa untuk melakukan aktifitas telomerase di seluruh sell. Mungkin akan banyak
sekali usaha untuk mecari inhibitor telomerase sebagai agen kemoterapi. Peningkatan telomerase
aktifitas di sel kanker, yang menjelaskan bahwa secara global, aktivitas telomerase tidak menjadi
metode yang bijaksana untuk mencari keabadian. Dengan mensintesis dan memperbesar
primer RNA menggunakan perluasan pada akhir telomerase 3’ sebagai template, sel secara effektif
meningkat panjang 5’ dari akhir kromosome seperti biasa. Walaupun sesudah aksi dari mesin
logging-strand telah bertindak, masih terdapat wilayah ssDNA yang pendek di akhir dar kromosome.
Mungkin, kemunculan dari 3’ over hang dapat terjadi sangat penting dari akhir fungsi proteksi di
telomerase (yang telah kita bicarakan sebelumnya).
Dengan sintesis dan memperluas primer RNA menggunakan telomerase diperpanjang akhir
sebagai cetakan, sel secara efektif dapat meningkatkan panjan akhir kromosom.
Meskipun demikian aksi dari telomerase dan mesin replikasi lagging-strand yang memastikan
bahwa telomerase yang dipertahankan panjang dan lebar telah cukup untuk melindungi akhir
kromosome dari pemendekkan. Karena repetitiv dan non-protein sifatkode dna telomeric,
variasi panjang telomerase yang mudah ditolerasi oleh sel.
Ikatan Protein –Telomere Regulasi Aktivitas Telomerase dan Panjang Telomere
Walaupun perluasan dari telomerase bisa diindentifikasi secara teori. Ikatan protein
ke wilayah rantai dobel dari panjang regulate telomerase (Gambr. 8-39). Protein ini atau
protein lainya bergabung ke mereka di akhir telomerase sebagai penghalang lemah untuk
aktifitas telomerase (Gmbar 8-40). Ketika ada salinan relative dari pengulangan urutan
telomerase. Nenerapa dari protein terikat di pengulangan urutan telomerase. Beberapa dari
protein terikat dari telomere dan telomerase bisa memperluas 3’OH akhir dari
telomerase.Ketika telomere menjadi panjang, banyak dari ikatan protein telomerase
Gambar 8-39 Telomer mengikat protein. Protein telomer - mengikat yang mengatur aktivitas telomerase yang diilustrasikan untuk S. cerevisiae dan sel manusia. (a) sel S. cerevisiase. Rap1 langsung mengikat DNA telomer ulangi untai ganda, sedangkan Rif1 dan dalam asosiasi Rif2 dengan telomer tidak langsung dengan mengikat ke Rap1. Ketiga protein telah terlibat penghambatan aktivitas telomer . Cdc13 mengikat telomer DNA ulangi untai tunggal dan terlibat dalam perekrutan telomerase. (b) sel manusia.bTRF1 dan TRF2 mengikat langsung ke DNA untai ganda telomer ulangi. Homolog manusia Rap , TIN , TPP1 dan Pot1 semua diasosiasikan dengan baik oleh TRF 1 atau TRF2. Bersama protein ini dari kompleks yang disebut Shelterin karena kemampuannya untuk '' shelter '' telomer dari aksi enzim perbaikan DNA .Pot1 juga memiliki kemampuan untuk mengikat langsung ke single stranded DNA telomer ulangi
berakumulasi dan telomerase bisa memperluas 3’OH akhir dari telomerase. Umpan balik
negative yang sederhana pada putaran mekanisme (Telomere lebih lama menghambat
telomerase) ini metode yang kiat untuk mempertahankan panjang telomerase agar tetap sama
di akhir pada semua kromosom.
Protein yang mengenali rantai bentuk rantai tunggal dari telomere yang juga mengatur
aktivitas terlomerase. Dalam sell S. cerevisiae ikatan protein Cdc13 kw dalam wilayah rantai
tunggal dari telomere. Studi dari protein mengindikasi bahwa recruit telomerase ke telomere.
Jadi Cdc13 adalah activator positif dari telomerase. Didalam contras, protein manusia
berikatan ke rantai tunggal telomere DNA, POT1, aksi dari cara yang berlawanan adalah
penghambat dari aktivitas telomerase. Studi invitro menunjukan bahwa ikatan POT1, berikat
rangai tunggal DNA telomere menghambat aktifitas telomere. Sel-sel yang mengunci protein
ini menunjukkan peningkatan dramatic panjang DNA telomere. Menariknya, interaksi protein
ini secara langsung dengan rantai ganda ikatan protein telomere yang berikatan di sell
manusia. Ini telah menunjukkan bahwa telomere meningkatkan semakin banyak POT1 yang
ikut, sehingga meningkatkan kemungkinan untuk berikatan dengan ssDNA berakhir dan
menghambat telomerase.
Ikatan Telomerase Protein Melindungi Akhir Kromosome
Disamping itu untuk aturan fungsi regulasi telomerase. Ikatan protein telomere terkadang
memainkan peran penting dalam melindungi akhir dari kromosom. Secara umum didalam sel,
kehadiran dari akhir DNA dianggap sebagai pecahan dari rantai dobel di DNA, dimana target
dari mesin DNA (Lihat Bab 9). Hasil yang biasanya terdapat dari akhir perbaikan kombinasi
GAMBAR 8-40 Telomere length regulation by telomere-binding protein. When telomerase are relatively short, few telomere-binding proteins will be present and inhibition of telomerese is weak. Under these conditions, telomerase can be extend the 3’ end of the telomere. When these regions are made double-stranded byt the action of the lagging-strand DNA synthesis machinery, additional telomere-binding proteins can associate with the telomere. This process increases the level of inhibition preventing further elongation by telomerase. (Adapted, with permission, from Smogorzeska A. and de Lange T. 2004. Annu. Rev. Biochem. 73: 177-208, Fig. 3a © Annual Reviews.)
ke DNA lain di dalam genome (diploid sel yang rekombinasi sebagai terget salinan utuh dari
kromosom yang rusak). Sedangkan respons ini cocok untuk random DNA yang rusak, ini
bisa menjadi bencana kepada telomerase yang berpatisipasi dalam proses yang sama.
Mencoba untuk memperbaiki telomere dengan cara yang sama seperti ikatan dobel
penghancuran DNA untuk kromosoe saat fusion, dimana yang akhirnya mengakibatkan
kerusakan DNA secara acak.
Apa yang bisa menlindungi telomere dari ini? Jawaban yang
gampang ialah protein yang berikatan di telomere yang membedakan telomere-telomere dari
DNA lainya di akhir sel. Eliminasi dari protein-protein yang bisa dikenali sebagai telomere
sebagai penghancuran DNA secara normal. Ini memungkinkan bahwa proteksi terkofer
secara simple dengan bungkusan dari ikatan protein. Studi dari struktur dari manusia sell
telah diobservasi dari mikroskopi elektron dan ditemukan untuk membentuk lingaran lebih
dari struktur linear (Gambar 8-41a). Analisis selanjutnya indkasi bahwa struktur disebut t-
loop telah dibentuk dari akhir 3’ssDNA untuk menyerang wilayah dsDNA dari telomere
(Gambar 8-41b). Telah diusulkan bahwa bentuk t-loop, akhir dari telomerase disembunyikan
dan tidak bisa dikui sebagai akhir DNA yang normal. Menariknya penjernihan TRF2 ini bisa
secara langsung mengunakan formasi t-loop dengan menjernikan telomere dari DNA.
Struktur t-loop terkadang bisa bersangkut paut
dengan panjangnya kontrol dari telomere. Seperti struktur loop yang bisa melindungi
telomere dari enzym perbaikan DNA, ini seperti mirip bahwa telomerease tidak bisa diakui
bentuk ini seperti telomere, dan ini tidak memiliki untai tunggal , dan mereka memiliki
kesulitan untuk meningkatkan waktu untuk membentuk t-loop, sehingga memungkinkan
peningkatan akses dari akhir 3’ telomere.
GAMBAR 8-41 Telomeres from a looped structure in the cell. (a) An electron micrograph of a telomere isolated from a human cell. The loop found at the end of the DNA included the ssDNA at the end of the telomere and is referred to as a t-loop. The end of the DNA in the upper right-hand corner would be attached to the rest of the chromosome. (b). An illistration of the proposed mechanism of t-loop formation. The first step folds the telomere such that the ssDNA at the end of the telomere can access the dsDNA telomeric repeats. Once the ssDNA end is positioned properly, it can invade the dsDNA telomeric and form a helix with the complementary strand, displacing the other strand of the dsDNA. This is called a displacement loop and is a common intermediate in homologous recombination (see Chapter 10). It is likely that telomere-binding proteins and other cellular proteins (e.g., recombination proteins) facilitate this process. Note how the folding process would be increasingly difficult as the telomere become shorter. ( a, Reprinted, with permission, from Griffith J.D. er al. 1999. Cell 97: 503-514, Fig 3f © Elsevier.)
KESIMPULAN
Sintesis DNA berdasarkan dari adanya 2
tipe substrat yaitu; empat deoxynucleoside
triphosphates (dATP, dGTP, Dctp dan d
GTP) dan cetaka dari struktur DNA,
primer: cetakan junction. Cetakan DNA
menentukan urutan dari gabungan
nukleodida. Primer sebagai substrat untuk
tambahan deoxynucleotida, dan setiapnya
ditambahkan berturut-turut ke OH akhir 3’.
Sintesis DNA dikatalisasi oleh enzim yang
disebut DNA polimeraase yang digunakan
sebagai single aktif untuk digunakan oleh
empat perkusor dNTP. Struktur
berkontribusi untuk akurasi alami dari
reaksi sistesis DNA. DNA polimerase itu
porcesis: setia kali mereka bergabung
menjadi substrat, mereka menggunakan
banyak nucleotida. Koreksi cetakan pada
percobaan exonukleas lebih lanjut akan
meningkatkan akurasi sintesis DNA
sebagai aksi dari “kunci menghapus
(Delete Key) yang bisa menghapus atau
memindahkan nucleotida yang salah.
Didalam sell, baik untaiaan dari
cetakan DNA di duplikasi secara langsung
sebagai struktur yang disebut rantai
replikasi. Dikarenakan dua untaian dari
DNA itu adalah antiparalel, hanya satu
cetakan untaian DNA yang bisa
direplikasi secara terus menerus sebagai
suatu fasihon ( disebut leading strand).
Untaian lainya dari DNA (disebut lagging
strand) harus disintesis pertama sebagai
seri fragment DNA yang pendek, disebt
Okazaki Fragment. Setiap untaian DNA
dihubungkan dengan primer RNA yang
disintesis oleh enzim yang disebut
primase. Primer ini harus di pindahkan
secara sempurna dari proses replikasi.
Setelah direplikasi oleh primer RNA
dengan DNA, semua dari bagian
pemecahan lagging strand fragment DNA
yang di gabungkan bersama menjadi satu
bentuk untaian DNA secara terus menerus
oleh ligase DNA. Susunan protein
yang ditambahlam ke koordinate DNA
polimerase dan mefasilitasi dari reaksi
replikasi DNA. Penambahan faktor
fasilitas unwinding dari cetakan dsDNA
(DNA helicase) stabilisasi dari cetakan
ssDNA (SSB), dan memindahkan
generasi supercoils di depan rantai
replikasi (topoisomerase). DNA
polimerase adalaha spelisisasi untuk tampil
berbeda walaupun saat replikasi DNA.
Beberapa telah dibentuk menjadi procesive
tinggi dan lainya, dan processive
mingguan. Slidding Clamps DNA
menjadi processivity dari polimerase DNA
yang berplikasi menjadi wilayah besar dari
DNA.
Interakasi antara protein dan
rantaian replikasi mempunyai peran
penting dalam sintesis DNA. In. E. ColiI 2
DNA polimerase adalah bagian kompleks
yang besar dan disebtu DNA Pol III
holoenzim. Ikatan dari DNA III pol
holoenzim ke stimulasi rantai-rantai dari
helikase DNA dan lilitan DNA yang mirip
dari ikatan primase ke helikase DNA,
meningkatkan kemampuan untuk sintesis
DNA Primer. Meskipun reaksi kerja
terbaik ketika seluruh susunan dari
replikasi protein yang timbul dari rantai
replikasi.
Inisiasi dari replikasi DNA secara
langsung menggunakan urutan spesifik
DNA yang disebut Replikator.
Penempatan fisik dari insiasi replikasi
disebut dengan original replikasi.
Replikator secara spesifik berikatan
dengan protein yang disebut inisisasi,
dengan stimulasi yang tidak berikatan
dengan original DNA dan direkrut dari
protein lain yang disediakan untuk inisiasi
dari replikasi (seperti DNA helikase).
Selanjutnya di dalam inisiasi dari replikasi
DNA sebagian besar didorong oleh
protein-protein lainnya atau nonspesifik
interaksi protein-DNA. Di dalam
sel-sel eukariotik, insiasi dan replikasi
DNA ini diatur erat untuk memastikan
bahwa setiap nucleotida disetiap
kromosom bereplikasi sekali dan hanya
satu kali dalam setiap putaran dari divisi
sell. Peraturan ketat ini dilakukan dengan
mengontrol informasi dan aktifasi dari
perakitan multiprotein yang disebut
dengan PreRepliasi komplek (Pre-RC).
Formasi dari kompleks replikator
disediakan untuk merekrut protein yang
diperlukan untuk inisiasi replikasi DNA.
Kemampuan untuk membentuk dan aktif
Pre-RCs dikontrol oleh siklus-sell-regulasi
kinase sell yang disebut Cyclin-dependent
kinase. Selama fase G1 dari siklus sell, Pre
RCs bisa dibentuk tetapi tidak bisa secara
langsung inisiasi DNA replikasi, tetapi
tidak ada Pre RCs yang baru bisa dibentuk.
Dengan demikian setiap Pra-RCs hanya
bisa melakukan 1 putaran, dan memastikan
bahwa DNA direplikasi tepat satu kali.
Akhir dari replikasi DNA
membutuhkan aksi oleh enzim spesifik
untuk kromosone sirkular (circular), tipe II
DNA topoisomerase memisahkan topologi
ikatan produk produk sirkular satu sama
lain. Kromosom linear juga mempunyai
protein spesial untuk memastikan replikasi
secara komplit. Di dalam sel-sel
eukariotik, spesialisasi DNA polimerase
yang disebut telomerase membuat akhir
dari kromosom (disebut telomere) untuk
bertindak sebagai replikasi original yang
unik. Dengan memperluas akhir 3’ dari
telomere, eliminasi telomerase kehilangan
progresif dari akhir kromosome dan akhir
konvensional dari sintesis DNA dengan
cabang mesin replikasi bisa terjadi.
Protein terikat ke telomerik aksi DNA
untuk regulasi aktivasi dari telomerase dan
menjaga akhir kromosom dari degenerasi dan rekombinasi.
BIBILIOGRAPHY
Buku
DePamphilis M.L,2006, DNA replication and human disease. Cold Spring Harbor Press,
Cold Spring Harbor, New York
Kimia dari Sintesis DNA
Brautigam C.A and Steiz T.A.1988. Structural and funtional insights provided by crystal
structure of DNA polymerase. Curr. Opin. Struct. Biol. 9.21-28.
Mekanisme dari DNA polimerase
Doublie S. and Ellenberger T. 1998. The Mechanism of action of T7 DNA Polymerase. Curr.
Opin. Struct. Biol 8: 704-712.
Steitz T.A.1998. A mechanism for all polymerase. Nature 391: 231-323.
--------. 2006. Visualing polunuleotide polymerase machnies at work. EMBO J 25: 3458-
3468.
Rantai Replikasi
BAB 9
Perubahan dan Perbaikan DNA
elestarian dari material genetik dari generasi ke generasi tergantung dari usaha untuk
mempertahankan rata rata dari mutasi dari level rendah. Rerataan yang tinggi dari
mutasi didalam garis kuman bisa menghancurkan spesies, dan tingginya rata0arata
dari mutasi soma akan bisa menghancurkan individu. Sell hidup membutuhkan fungsi yang
benar dari beribu-riby dari gen, beberapa dari mereka bisa menghancurkan dengan mutasi
dari banyak situs dari urutan kode-protein atau didalam ikatan yang mengatur ekspresi atau
dari proses pesan dari RNA (m RNA).
P
Jika kerununanya mempunyai mempunyai banyak kesempatan untuk sela,at, urutan
DNA harus diteruska lebih besar untuk tidak mengubah arah garis bakteri. Juga sell spesial
dari organisme besar tidak bisa membuat misi mereka jika rata-rata mutasi dari soma sangat
tinggi. Kanker sebagai contoh muncul dari sel-sel yang teah kehilangan kapasitas untuk
tumbuh dan mebagi dengan cara dikendalikan sebagai urutan dari kerusakan gen-gen yan
mengatur siklus sell. Jika rata-rata muasi dari soma dangat tinggi, isiden dari kanker bisa
menjadi tidak stabil dan bencana.
Di saat yang sama, jika material genetik di lestarikan dangan sempurna kesetiaan,
variasi genetik dibutuhkan untuk mendorong evolusi akan berkurang dan speciel baru,
termasuk manusia tidak akan muncul. Meskipun, kehidupan keanekagaraam hayati
tergantung dari keseimbangan antara mutasi dan dapat memperbaiki satu sama lain. Di bab
ini, kami mempertimbangkan penyebab dari mutasi dan sistem yang bertanggung jawad itun
membalikan atau mengoreoksi, dan demikian meminilisasikan, kerusakan dari material
genetik.
Dua hal yang penting dari sumber mutasi adalah ketidaktelitian dari repliaksi DNA
dan kerusakan kimia dari material genetik. Kerusakaan yang banyak pada replikasi
meningkat oleh tautomerisasi, seperti yang telah kita bahas didalam Bab 8, memberlakukan
batas atas akurasi basis pasangan selama replikasi DNA. Mesin enzumatik untuk replikasi
DNA berupaya membangun cope dengan kesalahan pengabungan dari ketidaktepata
nucleotida melalui pengoreksian sebuah mekanisme, tetapi beberapa kerusakan yang lolos
dapat terdeteksi. Ditambah lagi DNA adalah komplek dan molekul organik yang rapuh dari
terbatas stabilitas kimia. Bukan hanya ini spontan terancam kerusakan secara spontan seperti
kehilangan dari basa, tetapi ini juga diserang dari natural dan tidak natural bahan kimia dan
radiasi yang bisa menghancurkan tulang punggung dan mengubah basa-basa kimia. Put
sederhana, kesalahan dalam replikasi dan kerusakan genetik dari lingkungan tidak bisa
dihindari. Hal ketiga yang terpenting dari sumber dari mutasi adalah kelas replikasi generasi
penyisipan dari elemen DNA diketahui sebagai transponson. Transposiasi adalah genetik
utama didalam dirinya sendiri yang akan kita bahas dalam Bab 11.
Kesalahan dari replikasi dan kerusakan DNA mempunyai dua konsekuensi. Yang
pertama, tentu sama perubahan permanen darii DNA (mutasi), dimana mengubah urutan
pengkodean dari gen dan urutan peraturannya. Konsekuensi yang kedua terjadi beberapa
perubahan kimia ke DNA mencegah digunakan sebagai cetakan untuk replikasi yang telah
terjadi, tetapi beberapa lesi yang menghambat replikasi atau transkripsi dapat secara cepat
mempengaruhi dari fungsi sel dan selamat.
Tantangan bagi sel ini ada dua. Pertama , ini harus di scan mengunakan genome untuk
mendeteksi kesalahandari sintensis dan kerusakan dari DNA. Kedua, lesi ini harus diperbaiki
dan dilakukan dengan cara itu, jika di munkinkan mengembalikan dari original urutan DNA. .
Disini kita diskusi tentang kerusakan yang terjadi bergenerasi selama replikasi, lessi yang
meningkat secara spontan ke DNA, dan ditempa oleh agen kimia dan radiasi. Setiap kausu,
kami mempertimbangkan bagaimana perubahan tersebut ke material genetik di temukan dan
bagaimana bisa di perbaiki. Berdasarkan pertanyaa tersebut kami mengalamatkan sebagai
berikut: Bagaimana bisa DNA diperbaiki cukup cepat untuk mencegah kesalahan dari bagian
genetik sebagai mutasi? Bagaimana sel membedakan rantai orang tua dari rantai anaknya
dalam memperbaiki kesalahan replikasi? Bagaimana sel mengembalikan urutan DNA yang
tepat ketka adanya kerusakan atau lesi yang parah atau lessi yang menghalangi replikasi?
Jaawaban dari pertanyaa pertanyaan ini adalah berdasarkan dari jenis kerusakan dan kesalaha
atau lesi yang harus di perbaiki.
Kami memulai dengan mengingat kesalahan yang terjadi selama repliasi dan
badaimana mereka diperbaiki. Kami kemudian mempertimbangkan berbagai jenis lesi yang
timbul spontan dari serangan lingkungan sebelum beralij ke beberapa mekanisme perbaikan
yang menungkinkan sel untuk memperbaiki kerusakan ini. Kita dapat melihat bahwa
beberapa sistem tumpang tindih tidak mampu untuk membuat sell mengatasi berbagai
penghinaaan terhadap DNA. Mengaris bawahi investasi dari organisme yang hidup dalam
pelestarian dari materi genetik.
KESALAHAN REPLIKASI DAN PERBAIKAN
Sifat Alami Mutasi
Mutasi termasuk dalam hampir setiap perubahan yang mungkin didalam urutan DNA. Mutasi
yang sederhana adalah switch (perputaran) dari satu dasar untuk yang lainya. Ada dua macam
yaitu: Transisi, yaitu pirimidin-ke-pirimidin dan purine-ke-purine substansi, seperti T ke C
dan A ke G, dan Transversi, yaitu pirimidine ke purine dan purine-ke-pirimidin subtitusi,
seperti T ke G atau A dan A ke C atau T (Gambar. 9-1). Mutasi sederhana yang lain adalah
Insersi atau Delesi dari nukleotida atau sejumlah kecil nukleotida. Mutasi yang mengubah
sebuah nukleotida di sebut point mutasi (mutasi titik).
Gambar 9-1 Base-change Subtisusi
(a) Transisi (b) Tranverasi
Jenis lain dari mutasi menyebabkan perubahan drastis dalam DNA, seperti sisipan
luas dan penghapusan dan penyusunan ulang kotor pada struktur kromosom.
Perubahan tersebut dapat disebabka oleh transposon. Perubahan tersebut mungkin
dapat disebabka oleh beberapa hal, seperti contoh dengan menyisipkan DNA asing di
kode atau urutan peraturan gen (lihat Bab 11) atau oleh tindakan yang menyimpang
dari proses rekombinasi seluler. Keseluruhan tingkat di mana mutasi baru yag baru
muncul secara spontan pada setiap lokasi tertentu pada kromosom berkisar antara 10-6
ke 10-11 perputaran dari replikasi DNA, dengan beberapa situs pada kromosom yang
menjadi “hot spot” di mana mutasi muncul pada frekuensi yang tinggi dan situs lainya
mengalami perubahan pada frekuensi yang relatif rendah.
Satu jenis dari urutan yang biasanya rentan terhadap manfaat mutasi komentar khusus
karena pentingnya dalam penyakit genetik dan manusia. Urutan mutasi rawan ini
mengulangi urutan di-, tri-, or tetranukeotida, yang dikenal sebagai DNA
microsatelit. Salah satu contoh terkenal melibatkan pengulangan dari CA
dinukleotida. Membentang dari CA pengulangan di temukan tersebar luas di situs
kromosom manusia dan beberapa di eukariot. Mesin replikasi mengalami kesulitan
dalam melakukan penyalinan secara akurat, biasanya sering terjadi “Selip”. Selip ini
meningkatan atau mengurangi jumlah urutan. Sebagai hasilnya, panjang CA
mengulang di lokasi tertentu pada kromosom yang sangat polymorpic dalam populasi.
Polimorfisme ini menyediakan penandaan fisik untuk pemetaan perwarisan mutasi,
seperti mutasi yang meningkat dari kecendrungan tertentu pada penyakit di manusia.
(Lihat Bx 9-1)
MEDICAL CONNECTIONS
Box 9-1 Expansion of The Triple Repeats Causes Disease
Salah satu contoh lain yang terkenal urutan rawan kesalahan adalah mengulangi
urutan triplet nuckleotida CGC dan CAG dalam gen tertentu. Pada manusia, mengulangi triple
tersebut sering ditemukan menjalani ekspansi dari satu generasi ke generasi berikutnya ,
sehingga penyakit yang semakin lebih parah pada anak-anak dan cucu-cucu individu yang
menderita.Contoh dari penyakit yang disebabkan oleh perluasan triplet adalah otot dewasa
(myotonic) dystrophy: kerusakan kromosom X, dimana bisa menyebabkan retadarsi mental;
dan penyakit Huntington’s yang disebabkan oleh neurodegenerasi. CAG adalah kodon dari
Glutamine dan perluasan dari urutan kode untuk protein huntingtin hasil Dari peregangan
perpanjangan residu glutamine dalam protein mutan pada pasein dengan penyakit
Huntington. Penelitian terbaru menunjukaan bahwa Polyglutamine pereganggan ini
mengaggnu interaksi normal antara patch kaya glutamine dalam faktor kaya glutamin dalam
faktor transkripsi disebut Sp1 dan patch kaya glutamine terkait dalam “TAFII130” sub unit dari
komponent menis traksrpsi disebut TFIID (Lihat Bab 12). Ganggauan yang menganggu
traksripsi neurotrasmiter memnetar di polyglutamine serupa dari CAG ekspansi pada gen lain
juga dapat memberi efek mereka dengan mengganggu interaksi antara faktor-faktor
transkripsi dan TAFII130.
Beberapa kesalahan replikasi yang lolos dari Proofreading
Sebagaimana telah kita lihat , mesin replikasi mencapai tingkat yang sangat tinggi
dalam akurasi menggunakan mekanisme proofreading 3' -> 5 ' komponen exonuclease
replisome , yang membuat bagian yang salah (seperti yang didiskusikan di Bab 8).
Proofreading meningkatkan kesetiaan replikasi DNA dengan faktor sekitar 100.yang
exonuclease proofreading tidak, bagaimanapun , foolproff. Beberapa nukleotida misin -
coporated menghindari deteksi dan menjadi ketidaksesuaian antara untai baru disintesis dan
cetakan untaian. Tiga mucleotides yang berbeda dapat br berlawanan misincoporated masing-
masing empat macam nukleotida dalam untai cetakan .(Contih T, G, atau C berlawan T:C dan
lain sebagainya. Jika terdapat ketidak serasian antara nucleotida kemudia akan dit deteksi
dan di gantikan, urutan mengubah dan menjadi permanent dalam genom; selama putaran
kedua replikasi , nukleotida miscoporated , sekarang bagian dari untai cetakan ( Gambar 9-2).
Di poin ini, ketidakcocokan akan tidak ada lagi, malah, ini akan memberi hasil perubahan
secara permanent (mutasi) di dalam urutan DNA.
Ketidakcocokan Perubahan Perbaikan Kesalahan That Escape Proofreading
GAMBAR 9-2 A mutation can be be permanently incoporated by replication. A mutation may be introduced by misincoporation of a base in the first round of replication, the mutation becomes permanently incorporated in the DNA sequence.
Beruntungnya, mekanisme hadir untuk mendeteksi ketidakcocokan dan memperbaiki
nya. Tanggung jawab akhir untuk kepatuhan replikasi DNA terletak pada ketidakcocokan
sistem perbaikan, yang meningkatkan akurasi sintesis DNA dengan tambahan 2-3lipat.
Ketidakcocokan ini memperbaiki tantaangan dua arah. Pertama, ini harus salin sebagai
gonem untuk ketidakcocokan. Karena ketidakcocoakn yang sementara (mereka dieleminasi
berdasarkan urutan kedua dari replikasi ketika mereka menghasilkan mutasi. Kedua, sistem
harus mismatch secara benar; ini harus di kembalikan misincoporated nukleotida dalam
sintesis untaian yang baru dan bukan ke nucleotida yang salah di rantai parental.
Di dalam Escherichia coli, ketidak cocokan ini dideteksi oleh dimer ini mis- match
perbaikan protein MutS (Gambar 9-3; lihat Tutorial Struktur 9-1). Muts scan DNA ,
mengakui ketidaksesuaian dari distorsi mereka menyebabkan di tulang punggung dna . muts
mencakup ketidakcocokan mengandung DNA, mendorong ketegaran diucapkan dalam dna
adn perubahan konformasi dalam MutS itu sendiri (Gambar 9-4). Kunci kekhususan muts
adalah dna mengandung mismach yang jauh lebih mudah terdistorsi dari DNA benar
mendasarkan dipasangkan. MutS memiliki sebuah kegiatan ATPase yang diperlukan untuk
perbaikan ketidakcocokan , tetapi peran yang tepat dalam perbaikan tidak dipahami.
Gambar 9-3 Mismatch repair pathway for the repair of replication eroors. MutS embraces mismatch-containing DNA, including a kink (not shown, but see Fig. 9-4). In subsequent steps, MutS recruits MutL, and MutH and the ATPase activity of MutS catalyzes the hydrolisis of ATP. MutH is an endonuclease that creates a nick in the DNA near the site of the mismatch. Next, an exonuclease digest the nicked strand moving toward and beyond the mismatch. Finally, the resulting single-strand gap is filled in by DNA polymerase, eliminating the mismatch. (Adapted, with permission, from Junop M.S et al 2001. Mol. Cell 7: 1-12, Fig. 6b © Elsevier.)
Komples MutS dan ketidaksesuaian yang mengandung DNA merekrut MutL,
komponen kedua protein dalam sistem perbaikan. MutL , pada gilirannya , mengaktifkan
Muth , sebuah enzim yang menyebabkan sayatan atau nick pada satu untai dekat lokasi
ketidakcocokan . Niking (penamaan) diikuti oleh aksi dari helikase tertentu ( UvrD ) dan
salah satu dari tiga exonucleases ( lihat di bawah). Helikase mengurai DNA , mulai dari
sayatan dan bergerak ke arah lokasi ketidakcocokan , dan exonuclease yang semakin
mencerna untai tunggal pengungsi ,memperluas dan di luar lokasi nukleotida yang serasi.
Tindakan ini menghasilkan kesenjangan untai tunggal , yang kemudian diisi oleh DNA
polimerase III ( Pol III ) dan disegel dengan DNA ligase. Efek keseluruhan adalah untuk
menghapus mismatch dan menggantinya dengan benar dasar - dipasangkan nukleotida.
Tapi bagaimana dengan E.coli sistem perbaikan serasi tahu yang mana dari nucelotides
serasi thow untuk menggantikan ? Jika perbaikan terjadi secara acak , maka setengah waktu
Gambar 9-4 Crystal structure of the MutS-DNA complex. Notice the kink in the DNA, present near the bottom of the structure. In addition, near the top of the structure of the enzyme is ATP, shown in yellow, green ,and red. The DNA is depicated as a space-filling representation with the back-bone in red and bases in gray. (Junop M.S et al 2001. Mol. Cell 7: 1-12.) imaged prepared with MolScript, BobScript, and Raster 3D.
kesalahan akan menjadi permanent didirikan pada DNA . Jawabannya adalah bahwa E. Coli
tag untai orangtua dengan hemimethylation transien seperti sekarang kita jelaskan.
Enzim E.Coli Dam methylase . Sebuah residu pada kedua helai urutan 5 ' -GATC - 3 ' .
GATC Urutan secara luas didistribusikan sepanjang seluruh genom (terjadi sekitar sekali
setiap 256 bp [ 44 ] ) , dan semua situs-situs yang termetilasi oleh Dam methylase.Ketika
garpu replikasi melewati DNA yang termetilasi pada situs GATC pada kedua untai (DNA
sepenuhnya alkohol) , anakan kopel DNA yang dihasilkan akan hemimethylated (yaitu,
alkohol hanya pada untai orangtua) . Dengan demikian , selama beberapa menit, sampai Dam
methylase menangkap dan methylase untai baru disintesis , anakan kopel DNA akan
termetilasi hanya pada untai yang berfungsi sebagai template ( Gambar. 9-5a ) . Dengan
demikian, untai baru disintesis ditandai (tidak memiliki gugus metil ) dan untai maka dapat
diakui ditandai (itu kekurangan kelompok methy ) dan karenanya dapat diakui sebagai untai
untuk perbaikan.
Protein Muth mengikat pada
situs hemimethylated tersebut, tetapi aktivitas endonuklease yang biasanya laten . Hanya
ketika dihubungi oleh MutL dan MuTs terletak di ketidakcocokan terdekat (yang
kemungkinan akan berada dalam jarak beberapa ratus pasang basa ) tidak Muth menjadi aktif
seperti dijelaskan di atas. Hanya bagaimana interaksi ini terjadi lebih dari jarak hingga
beberapa ratus pasang basa tidak pasti, tetapi bukti terbaru menunjukkan bahwa kompleks
muts - MutL meninggalkan ketidakcocokan dan bergerak sepanjang kontur DNA untuk
mencapai Muth di lokasi dia , methylation . Setelah diaktifkan , Muth selektif torehan untai
Gambar 9-5 Dam methylation at replication fork. (a) Replication generates hemimethylated DNA in E. Coli. (b) MutH makes incision in unmethylated daugther strand.
unmethylated , sehingga hanya baru synthesuzed DNA di sekitar ketidakcocokan dihapus dan
diganti ( Gambar 9-5b ) . Oleh karena itu Metilasi adalah " memori " Perangkat
memungkinkan sistem perbaikan E. Coli untuk mengambil urutan yang benar dari untai
orangtua jika kesalahan telah dibuat selama replikasi .
Exonucleases berbeda digunakan untuk menghapus DNA untai tunggal antara nick
diciptakan oleh Muth dan ketidakcocokan , tergantung pada apakah Muth memotong DNA
pada 5 ' atau 3 ' sisi mis incoporated nukleotida . Jika DNA pada 5 ' atau 3 ' sisi mis
incoporated nukleotida . Jika DNA dibelah di ' sisi ketidakcocokan , yang exonuclease VII
atau Rec ] , yang menurunkan DNA pada 5 ' 5 - > 3 ' arah, menghilangkan bentangan DNA
dari potongan Muth - diinduksi melalui salah incoporated nukleotida . Sebaliknya, jika nick
adalah di sisi 3 '
.
Top Related