المرجع الالكتروني للمعلوماتية
المرجع الألكتروني للمعلوماتية

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
تنفيذ وتقييم خطة إعادة الهيكلة (إعداد خطة إعادة الهيكلة1)
2024-11-05
مـعاييـر تحـسيـن الإنـتاجـيـة
2024-11-05
نـسـب الإنـتاجـيـة والغـرض مـنها
2024-11-05
المـقيـاس الكـلـي للإنتاجـيـة
2024-11-05
الإدارة بـمؤشـرات الإنـتاجـيـة (مـبادئ الإنـتـاجـيـة)
2024-11-05
زكاة الفطرة
2024-11-05

مراتب الأمر بالمعروف
25-11-2016
Charge in Uniform Electric Field
13-7-2016
Raising of /ɑ:r/ (the START set)
2024-03-27
عـلاقـة المـديـونـية بالتـمويـل الدولـي
23-1-2023
جاسوس يكتشف!
21-6-2017
ما المقصود بفترة القتل النصفي 50 Lethal Time؟
2023-10-13

Replication Requires a Helicase and a Single-Stranded Binding Protein  
  
1381   04:57 مساءً   date: 5-4-2021
Author : JOCELYN E. KREBS, ELLIOTT S. GOLDSTEIN and STEPHEN T. KILPATRICK
Book or Source : LEWIN’S GENES XII
Page and Part :


Read More
Date: 2-5-2016 2325
Date: 16-4-2021 2211
Date: 30-11-2015 1865

Replication Requires a Helicase and a Single-Stranded Binding Protein


KEY CONCEPTS
- Replication requires a helicase to separate the strands of DNA using energy provided by hydrolysis of ATP.
- A single-stranded DNA-binding protein is required to maintain the separated strands.

As the replication fork advances, it unwinds the duplex DNA. One of the template strands is rapidly converted to duplex DNA as the leading daughter strand is synthesized. The other remains single stranded until a sufficient length has been exposed to initiate synthesis of an Okazaki fragment complementary to the lagging strand in the backward direction. The generation and maintenance of single-stranded DNA is therefore a crucial aspect of replication.
Two types of function are needed to convert double-stranded DNA to the single-stranded state:
- A helicase is an enzyme that separates (or melts) the strands of DNA, usually using the hydrolysis of ATP to provide the necessary energy.
- A single-stranded binding protein (SSB) binds to the singlestranded DNA, protecting it and preventing it from reforming the duplex state. The SSB binds typically in a cooperative manner in which the binding of additional monomers to the existing complex is enhanced. The E. coli SSB is a tetramer; eukaryotic SSB (also known as RPA) is a trimer.
Helicases separate the strands of a duplex nucleic acid in a variety of situations, ranging from strand separation at the growing point of a replication fork to catalyzing migration of Holliday (recombination) junctions along DNA. There are 12 different helicases in E. coli. A helicase is generally multimeric. A common form of helicase is a hexamer. This typically translocates along DNA by using its multimeric structure to provide multiple DNA-binding sites.

FIGURE 1. shows a generalized schematic model for the action of a hexameric helicase. It is likely to have one conformation that binds to duplex DNA and another that binds to single-stranded DNA. Alternation between them drives the motor that melts the duplex and requires ATP hydrolysis—typically 1 ATP is hydrolyzedfor each bp that is unwound. A helicase usually initiates unwinding at a single-stranded region adjacent to a duplex.  Note that it cannot unwind a segment of duplex DNA; it can only continue to unwind a sequence that has been started . It might function with a particular polarity, preferring single-stranded DNA with a 3′ end (3′–5′ helicase) or with a 5′ end (5′–3′ helicase). A 5′–3′ helicase is shown in Figure 1. Hexameric helicases typically encircle the DNA, which allows them to unwind DNA processively for many kilobases. This property makes them ideally suited as replicative DNA helicases.


FIGURE 1. A hexameric helicase moves along one strand of DNA. It probably changes conformation when it binds to the duplex, uses ATP hydrolysis to separate the strands, and then returns to the conformation it has when bound only to a single strand.

Unwinding of double-stranded DNA by a helicase generates two single strands that are then bound by SSB. E. coli SSB is a tetramer of 74 kD that binds single-stranded DNA cooperatively.
The significance of the cooperative mode of binding is that the binding of one protein molecule makes it much easier for another to bind. Thus, once the binding reaction has started on a particular DNA molecule, it is rapidly extended until all of the single-stranded DNA is covered with the SSB protein. Note that this protein is not a DNA-unwinding protein; its function is to stabilize DNA that is already in the single-stranded condition.
Under normal circumstances in vivo, the unwinding, coating, and replication reactions proceed in tandem. The SSB protein binds to DNA as the replication fork advances, keeping the two parental strands separate so that they are in the appropriate condition to act as templates. SSB protein is needed in stoichiometric amounts at the replication fork. It is required for more than one stage of replication; ssb mutants have a quick-stop phenotype, and are defective in repair and recombination as well as in replication.




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.