المرجع الالكتروني للمعلوماتية
المرجع الألكتروني للمعلوماتية
آخر المواضيع المضافة
طبيعة وأهمية الإدارة الإستراتيجية في المصرف ( المهمات الثلاث لإستراتيجية المـصارف ــ تكوين الإستراتيجية Strategy Formulation) التقسيمات العلمية للنفقات العامة أشكال النفقات العامة بطاقة الدرجات المتوازنة في اطار إستراتيجية المصرف وربط المكافأة معها ومزايا التغذية العكسية الحماية الجنائية للأموال العامة في ظل القوانين العقابية مكونات ثمار الخضار والفواكه اسلوب بطاقة الدرجات المتوازنة Balanced Scorecard, BSC ( تعريف البطاقة ومقاييس الاداء على مستوى المصرف) درجة الاستقلال الذاتي لمراكز المسؤولية في المصرف والتضحية بالأمثلية الجزئية للأقسام تـحديـد أسعار التحويـل فـي المـصارف على أسـاس التـفـاوض صناعة السكاكر والكراميل تكنولوجيا تصنيع الهلاميات تكنولوجيا تصنيع المرملاد تكنولوجيا تصنيع المربيات كيف يصحّ الإطلاق على العقل الكُلّي أنّه الحقيقة المحمّدية ؟ وكيف نصل إلى حقائق هذه المعاني ؟ كيف نردّ على روايات العامّة التي تصوّر النبيّ بأنّه كان خائفا عن بدء الوحي ، وأنّ جبرائيل عصره ثلاث مرّات ، وأنّ ورقة بن نوفل نبّأه بنبوّته ؟

علم الاحياء
عدد المواضيع في هذا القسم 10456 موضوعاً
النبات
الحيوان
الأحياء المجهرية
علم الأمراض
التقانة الإحيائية
التقنية الحياتية النانوية
علم الأجنة
الأحياء الجزيئي
علم وظائف الأعضاء
المضادات الحيوية

Untitled Document
أبحث عن شيء أخر

الأفعال التي تنصب مفعولين
23-12-2014
صيغ المبالغة
18-02-2015
الجملة الإنشائية وأقسامها
26-03-2015
اولاد الامام الحسين (عليه السلام)
3-04-2015
معاني صيغ الزيادة
17-02-2015
انواع التمور في العراق
27-5-2016

A Model for Enzyme Movement Is Suggested by the Crystal Structure  
  
1342   11:55 صباحاً   date: 5-5-2021
Author : JOCELYN E. KREBS, ELLIOTT S. GOLDSTEIN and STEPHEN T. KILPATRICK
Book or Source : LEWIN’S GENES XII
Page and Part :

A Model for Enzyme Movement Is Suggested by the Crystal Structure


KEY CONCEPTS
- DNA moves through a channel in RNA polymerase and makes a sharp turn at the active site.
- Changes in the conformations of certain flexible modules within the enzyme control the entry of nucleotides to the active site.
- Translocation proceeds by a Brownian ratchet mechanism.

As a result of the crystal structures of the bacterial and yeast enzymes in complex with NTPs and/or with DNA, we now have considerable information about the structure and function of RNA polymerase during elongation. Bacterial RNA polymerase has overall dimensions of approximately 90 × 95 × 160 Å, and the archaeal and eukaryotic RNA polymerases are only slightly larger, primarily from additional stretches of amino acids and/or extra subunits situated on the periphery of the enzyme. Nevertheless, the core enzymes share not only a common structure, in which there is a “channel” about 25 Å wide that accommodates the DNA, but a common mechanism for nucleotide addition.
A model of this channel in bacterial RNA polymerase is illustrated in FIGURE 1. The groove holds about 17 bp of DNA. In conjunction with the approximately 13 nucleotides of DNA accommodated by the enzyme’s active site region, this accounts for the approximately 30- to 35-nucleotide protected region observed in footprints of the elongation complex. The groove is lined with positive charges, enabling it to interact with the negatively charged phosphate groups of DNA. The catalytic site is formed by a cleft between the two large subunits that grasp DNA downstream in its “jaws” as it enters the RNA polymerase. RNA polymerase surrounds the DNA, and a catalytic Mg ion is found at the active site. The DNA is held in position by the downstream clamp, another name for one of the jaws. FIGURE 2 illustrates the 90° turn that the DNA takes at the entrance to the active site because of an adjacent wall of protein. The length of the RNA hybrid is limited by another protein obstruction, called the lid. Nucleotides are thought to enter the active site from below, via the secondary channel (called the pore in yeast RNA polymerase). The transcription bubble includes 8 to 9 bp of DNA–RNA hybrid. The lid separates the DNA and RNA bases at one end of the hybrid (see Figure 17.24), and the DNA base on the template strand at the other end of the hybrid is flipped out to allow pairing with the incoming NTP.

FIGURE 1. The A model showing the structure of RNA polymerase through the main channel. Subunits are color-coded as follows: β′, pink; β, cyan; αI, green; αII, yellow; ω, red.
Data from K. M. Geszvain and R. Landick (ed. N. P. Higgins). The Bacterial Chromosome. American Society for Microbiology, 2004.


FIGURE 2.  DNA is forced to make a turn at the active site by a wall of protein. Nucleotides may enter the active site through a pore in the protein.
Once DNA has been melted, the trajectory of the individual strands within the enzyme is no longer constrained by the rigidity of the double helix, allowing DNA to make its 90° turn at the active site. Furthermore, a large conformational change occurs in the enzyme itself involving the downstream clamp.
One of the dilemmas of any nucleic acid polymerase is that the enzyme must make tight contacts with the nucleic acid substrate and product, but then must break these contacts and remake them with each cycle of nucleotide addition. Consider the situation illustrated in FIGURE 3.  A polymerase makes a series of specific contacts with the bases at particular positions. For example, contact “1” is made with the base at the end of the growing chain and contact “2” is made with the base in the template strand that is complementary to the next base to be added. Note, however, that the bases that occupy these locations in the nucleic acid chains change every time a nucleotide is added!


FIGURE 3. Movement of a nucleic acid polymerase requires breaking and remaking bonds to the nucleotides at fixed positions relative to the enzyme structure. The nucleotides in these positions change each time the enzyme moves a base along the template.
The top and bottom panels of the figure show the same situation: A base is about to be added to the growing chain. The difference is that the growing chain has been extended by one base in the bottom panel. The geometry of both complexes is exactly the same, but contacts “1” and “2” in the bottom panel are made to bases in the nucleic acid chains that are located one position farther along the chain. The middle panel shows that this must mean that, after the base is added, and before the enzyme moves relative to the nucleic acid, the contacts made to specific positions must be broken so that they can be remade to bases that occupy those positions after the movement.
RNA polymerase crystal structures provide considerable insight into how the enzyme retains contact with its substrate while breaking and remaking bonds in the process of the nucleotide addition cycle and undergoing translocation by a Brownian ratchet mechanism. Random fluctuations occur and are locked into the correct position by the binding of a nucleoside triphosphate. The energy from binding the correct substrate stabilizes the active conformation and suppresses backtracking. A flexible module called the trigger loop appears to be unfolded before nucleotide addition, but becomes folded once the NTP enters the active site. Once bond formation and translocation of the enzyme to the next position are complete, the trigger loop unfolds again, ready for the next cycle. Thus, a structural change in the trigger loop coordinates the sequence of events in catalysis.




علم الأحياء المجهرية هو العلم الذي يختص بدراسة الأحياء الدقيقة من حيث الحجم والتي لا يمكن مشاهدتها بالعين المجرَّدة. اذ يتعامل مع الأشكال المجهرية من حيث طرق تكاثرها، ووظائف أجزائها ومكوناتها المختلفة، دورها في الطبيعة، والعلاقة المفيدة أو الضارة مع الكائنات الحية - ومنها الإنسان بشكل خاص - كما يدرس استعمالات هذه الكائنات في الصناعة والعلم. وتنقسم هذه الكائنات الدقيقة إلى: بكتيريا وفيروسات وفطريات وطفيليات.



يقوم علم الأحياء الجزيئي بدراسة الأحياء على المستوى الجزيئي، لذلك فهو يتداخل مع كلا من علم الأحياء والكيمياء وبشكل خاص مع علم الكيمياء الحيوية وعلم الوراثة في عدة مناطق وتخصصات. يهتم علم الاحياء الجزيئي بدراسة مختلف العلاقات المتبادلة بين كافة الأنظمة الخلوية وبخاصة العلاقات بين الدنا (DNA) والرنا (RNA) وعملية تصنيع البروتينات إضافة إلى آليات تنظيم هذه العملية وكافة العمليات الحيوية.



علم الوراثة هو أحد فروع علوم الحياة الحديثة الذي يبحث في أسباب التشابه والاختلاف في صفات الأجيال المتعاقبة من الأفراد التي ترتبط فيما بينها بصلة عضوية معينة كما يبحث فيما يؤدي اليه تلك الأسباب من نتائج مع إعطاء تفسير للمسببات ونتائجها. وعلى هذا الأساس فإن دراسة هذا العلم تتطلب الماماً واسعاً وقاعدة راسخة عميقة في شتى مجالات علوم الحياة كعلم الخلية وعلم الهيأة وعلم الأجنة وعلم البيئة والتصنيف والزراعة والطب وعلم البكتريا.




المجمع العلمي يقيم الحفل الختامي للمسابقة الكتبية ضمن المشروع القرآني لطلبة الجامعات
قسم الشؤون الفكرية يُنهي استعداداته للمشاركة في معرض طهران الدوليّ للكتاب
قسم الشؤون الفكرية: مجلّة الرياحين تهدف إلى بناء جيلٍ واعٍ متسلّح بالعلم والمعرفة...
شعبة السادة الخدم تناقش استعدادات إحياء مناسبات أهل البيت (عليهم السلام) والخدمات المقدّمة للزائرين