إتصل بنا

ENGLISH

بحث في العناوين     بحث في المحتوى     بحث في اسماء الكتب     بحث في اسماء المؤلفين

القرأن الكريم وعلومه
العقائد الأسلامية
الفقه الأسلامي
علم الرجال
السيرة النبوية
الاخلاق والادعية
اللغة العربية وعلومها
الأدب العربي
الأسرة والمجتمع
التاريخ
الأدارة والاقتصاد
علم الفيزياء
علم الكيمياء
علم الأحياء
الرياضيات
الزراعة
الجغرافية
القانون
الإعلام

رمز الامان : 7717

علم الاحياء

عدد المواضيع في هذا القسم 9430
تاريخ علم الأحياء وعلمائه
النبات
الحيوان
الأحياء المجهرية
علم الأمراض
الحشرات
التقانة الإحيائية
التقنية الحياتية النانوية
اللقاحات
البيئة والتلوث
علم الأجنة
الأحياء الجزيئي
علم وظائف الأعضاء
المضادات الحيوية
علم الخلية
الوراثة
الأحياء العامة
المناعة
التحليلات المرضية
الانزيمات

Separate Eukaryotic DNA Polymerases Undertake Initiation and Elongation

11:47 AM

6 / 4 / 2021

44

Author : JOCELYN E. KREBS, ELLIOTT S. GOLDSTEIN and STEPHEN T. KILPATRICK

Book or Source : LEWIN’S GENES XII

page :

+
-

Separate Eukaryotic DNA Polymerases Undertake Initiation and Elongation


KEY CONCEPTS
- A replication fork has one complex of DNA polymerase α/primase, one complex of DNA polymerase δ, and one complex of DNA polymerase ε.
- The DNA polymerase α/primase complex initiates the synthesis of both DNA strands.
- DNA polymerase ε elongates the leading strand and a second DNA polymerase δ elongates the lagging strand.

Eukaryotic replication is similar in most aspects to bacterial replication. It is semiconservative, bidirectional, and semidiscontinuous. As a result of the greater amount of DNA in a eukaryote, the genome has multiple replicons. Replication takes place during S phase of the cell cycle. Replicons in euchromatin initiate before replicons in heterochromatin; replicons near active genes initiate before replicons near inactive genes. Origins of replication in eukaryotes are not well defined, except for those in yeast (called autonomously replicating sequences [ARS], in S.
cerevisiae). The number of replicons used in any one cycle is tightly controlled. During rapid embryonic development more are activated than in slower-growing adult cells.
Eukaryotes have a much larger number of DNA polymerases. They can be broadly divided into those required for replication, and repair polymerases involved in repairing damaged DNA. Nuclear DNA replication requires DNA polymerases α, β, and ε. All the other nuclear DNA polymerases are concerned with synthesizing stretches of new DNA to replace damaged material or using damaged DNA as a template. TABLE1 shows that most of the nuclear replicases are large heterotetrameric enzymes. In each case, one of the subunits has the responsibility for catalysis, and the others are concerned with ancillary functions, such as priming or processivity. These enzymes all replicate DNA with high fidelity, as does the slightly less complex mitochondrial enzyme. The repair polymerases have much simpler structures, which often consist ofa single monomeric s ubunit (although it might function in the context of a complex of other repair enzymes). Of the enzymes involved in repair, DNA polymerase β has an intermediate fidelity; all of the others have much greater error rates and are called error-prone polymerases. All mitochondrial DNA replication and recombination is undertaken by DNA polymerase γ.

TABLE 1. Eukaryotic cells have many DNA polymerases. The replication enzymes operate with high fidelity. Except for t he β enzyme, the repair enzymes all have low fidelity. Replicationenzymes have large structures, with separate subunits for different activities. Repair enzymes have much simpler structures.

Each of the three nuclear DNA replication polymerases has a different function, as summarized in TABLE 2.
-DNA polymerase α/primase initiates the synthesis of new strands.
-DNA polymerase ε then elongates the leading strand.
-DNA polymerase δ then elongates the lagging strand.
TABLE 11.3 Similar functions are required at all replication forks.

DNA polymerase α is unusual because it has the ability to initiate a new strand. It is used to initiate both the leading and lagging strands. The enzyme exists as a complex consisting of a 180-kD catalytic (DNA polymerase) subunit, which is associated with three other subunits: the B subunit that appears necessary for assembly, and two small subunits that provide the primase (RNA polymerase) activity. Reflecting its dual capacity to prime and extend chains, this complex is often called pol α/primase.
FIGURE 1 shows that the pol α/primase enzyme binds to the initiation complex at the origin and synthesizes a short strand consisting of approximately10 bases of RNA followed by 20 to 30 bases of DNA (sometimes called iDNA). It is then replaced by an enzyme that will extend the chain. On the leading strand, this isDNA polymera se ε; on the lagging strand this is DNA polymerase δ.
This event is called the polymerase switch. It involves interactions among several components of the initiation complex.


FIGURE 1. Three different DNA polymerases make up the eukaryotic replication fork. Pol α/primase is responsible for primer synthesis on the lagging strand. The MCM helicase (the eukaryotichomolog of Dn aB) unwinds the dsDNA, while PCNA (homolog of α) endows the complex with processivity.
DNA polymerase ε is a highly processive enzyme that continuously synthesizes the leading strand. Its processivity results from its interaction with two other proteins, RFC clamp loader and trimeric PCNA processivity clamp (PCNA was named proliferating cell nuclear antigen for historical reasons).
Table 2 illustrates the conserved function of the replication components extends to the clamp loader and processivity clamp as well other functions of the replisome. The roles of RFC and PCNA are analogous to the E. coli γ clamp loader and β2 processivity unit. RFC is a clamp loader that catalyzes the loading of PCNA onto DNA. It binds to the 3′ end of the DNA and uses ATP hydrolysis to open the ring of PCNA so that it can encircle the DNA. The processivity of DNA polymerase δ is maintained by PCNA, which tethers DNA polymerase δ to the template. The crystal structure of PCNA closely resembles the E.coli β subunit: A trimer forms a ring that surrounds the DNA. The sequence and subunit organization are different from the dimeric β2 clamp; however, the function is likely to be similar.
DNA polymerase α elongates the lagging strand. Like DNA polymerase ε on the leading strand, DNA polymerase δ forms a processive complex with the PCNA clamp. The exonuclease FEN1 removes the RNA primers of Okazaki fragments. The complex of DNA polymerase δ and FEN1 carries out the same type of nick translation that E. coli DNA polymerase I carries out duringOkazaki fragm ent maturation. The enzyme DNA ligase I is specifically required to seal the nicks between the completed Okazaki fragments. Currently, it is not known  what factor takes on the function of the E. coli τ dimer that dimerizes thepolymerase complexes in order to ensure coordinated DNA replication.

ثِـــــــمَارُ الأَسفَـــــــــار .. أَفْضَلُ الْأَعْمَالِ مَا أَكْرَهْتَ نَفْسَكَ عَلَيْهِ

أوغسطينوس العظيم .. الضال الذي أوصلته محطات الانحراف إلى الله!!

ثِـــــــمَارُ الأَسفَـــــــــار .. عقيدتنا في عصمة الإمام

 ثِـــــــمَارُ الأَسفَـــــــــار ..عقيدَتُنا في حَقِّ المُسلِمِ على المُسلِم

ثِـــــــمَارُ الأَسفَـــــــــار .. عقيدَتُنا في البَعثِ والمَعاد

ثِـــــــمَارُ الأَسفَـــــــــار .. عقيدَتُنا في الدَّعوةِ إلى الوَحدَةِ الإسلاميّة

ثِـــــــمَارُ الأَسفَـــــــــار ..عقيدَتُنا في التّعاوُنِ معَ الظالمينَ

مراسيم ولادة الإمام الحسين (عليه السلام)

المَبعَثُ النّبويُّ الشّريفُ

المسلم مسؤول عن حلّية عمله

هلاك المتوكل العباسي بدعاء الإمام الهادي (عليه السلام)

ما الحكمة الإلهية من تأخير عقوبة المسئ في الدنيا؟

مكافحة المخدرات مسؤولية مجتمعية

لماذا لُقّب المتوكل العباسي بـ مُحيّ السنة ومميت البدعة؟

المريض بعين الله تعالى،الحلقة الاولى (ثواب من اصيب بالحمى)

سرعة إنزال العقاب بالجاني ترسخ العدل وتطفئ نار الجريمة

معاقبة الجاني بين القيم القرآنية والعادات الجاهلية

مَن هُوَ أخوكَ مِن بينِ أصدقائك؟

ماذا يجِبُ على مُعَلِّمَةِ الرَّوضَةِ أنْ تَعرِفَهُ؟

لماذا فُرِضَ الحِجابُ على المرأةِ؟

أدوارُ المرأةِ النّاجِحَة

ماهِيَ أُصولُ التربيةِ الإسلاميةِ؟

ماهِيَ أَهَمُّ مُشكِلَةٍ يواجِهُها الوالدانِ؟

حَفِّزْ طفلَكَ ليُبادِرَ الى اختيارِهِ

متى تكونُ الأسرَةُ مُنسَجِمةً؟

زينَةُ الجوهَرِ وزينَةُ المظهَرِ

الفتاةُ المُراهِقَةُ بينَ الرُّشدِ والتَّمَرُّد

بعد محاولات للتكاثر استمرت 20 عاما… ولادة شبل نمر أبيض نادر و3 أشبال بنغالية أخرى

أكبر الديناصورات الآكلة للحوم... دراسة تكشف أعداد ديناصور تي ركس التي عاشت على الكوكب

للمرة الأولى في التاريخ.. مروحية ناسا الصغيرة في سماء المريخ قريباً

منافِسة صينية رخيصة الثمن لسيارات كيا وهيونداي تظهر قريبا

سيارة A3 الشبابية من أودي تصل أسواقا جديدة

مايكروسوفت تتحدى آبل بحواسب محمولة متطوّرة وأنيقة

ببطارية كبيرة ومواصفات منافسة.. نوكيا تعلن عن هاتف رخيص الثمن

علماء سييبريا يبتكرون تكنولوجيا إنماء المواد شبه الموصلة في الفضاء

اكتشاف يجعل الأشياء غير مرئية بإنشاء موجات ضوية خاصة تخترق المواد غير الشفافة

أمريكا تخصص 1.7 مليار دولار لمكافحة سلالات كورونا الجديدة

دراسة سعودية: قلبك قد يكون في خطر حال افتقارك لهذا الفيتامين

الفطر السحري دواء فعال لمعالجة الاكتئاب!

إحساسنا الدائم بالجوع قد يدلل على مرض خطير!

مشروب الشفاء... 5 أسباب تدفعك لشربه

دراسة تحذر: هذا ما يفعله الدايت في هرمون الذكورة

تحذير... أدوية وعقاقير تسبب مشاكل في الرؤية والنظر

طبيبة روسية تحذر من الخطر القاتل للإفراط في شرب المياه

علماء يحذرون من مادة كيميائية في المنظفات تصيب بالسرطان وباركنسون

معهدُ القرآن الكريم: بغداد تحتضن (30) ختمةً قرآنيّة رمضانيّة بكرخها ورصافتها

دعوةٌ للباحثين والمختصّين للمشاركة في مشروع (جوهر الغرب)

العتبة العلوية المقدسة تستذكر ذكرى وفاة مؤمن قريش عمّ النبي الكريم أبي طالب ( عليه السلام)

قسم الشؤون الدينية في العتبة العلوية المقدسة يطلق المسابقة العلوية العالمية الأولى 2021م

مركز تابع للعتبة الحسينية يعلن عن جاهزيته لإقامة مؤتمر عالمي خاص بزيارة الاربعين

مع حلول شهر رمضان المبارك.. سِلال غذائية من مرقد الامام الحسين (ع) للعوائل المتعففة وذوي الشهداء في (6) محافظات عراقية

أجواء الصحن الكاظمي الشريف تزدان بإقامة الختمة القرآنية الرمضانية المرتلة

مع إطلالة شهر رمضان المبارك العتبة الكاظمية المقدسة تنظّم مَحفلها القرآني اليومي

الامين العام للعتبة العسكرية المقدسة يترأس الاجتماع الدوري لرؤساء ومعاوني اقسام العتبة المقدسة