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 المرجع الالكتروني للمعلوماتية
الفرعون رعمسيس الثامن
2024-11-28
رعمسيس السابع
2024-11-28
: نسيآمون الكاهن الأكبر «لآمون» في «الكرنك»
2024-11-28
الكاهن الأكبر (لآمون) في عهد رعمسيس السادس (الكاهن مري باستت)
2024-11-28
مقبرة (رعمسيس السادس)
2024-11-28
حصاد البطاطس
2024-11-28


DNA Polymerase Holoenzyme Consists of Subcomplexes  
  
2284   05:18 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 :

DNA Polymerase Holoenzyme Consists of Subcomplexes


KEY CONCEPTS
- The E. coli DNA polymerase III catalytic core contains three subunits, including a catalytic subunit and a proofreading subunit.
- The DNA Pol III holoenzyme has at least two catalytic cores, a processivity clamp, and a dimerization clamploader complex.
- A clamp loader places the processivity subunits on DNA,where they form a circular clamp around the nucleic acid.
- At least one catalytic core is associated with each template strand.
- The E. coli replisome is composed of the holoenzyme complex and the additional enzymes required for chromosome replication.

We can now relate the subunit structure of E. coli DNA polymerase III holoenzyme (also called a replisome) to the activities required for DNA synthesis and propose a model for its action. The replisome consists of the DNA polymerase III holoenzyme complex and associated proteins, primase and helicase, necessary for replication function. A new model for the structure of the DNA Pol III complex proposes a three-polymerase core structure, with two Pol III catalytic cores responsible for synthesis of the lagging strand and one for the leading strand. Each Okazaki fragment is synthesized by a new alternating core polymerase. The holoenzyme is a complex of 900 kD that contains 10 different proteins organized into four types of subcomplex:
- There are at least two copies of the catalytic core. Each catalytic core contains the α subunit (the DNA polymerase activity), the ε subunit (the 3′–5′ proofreading exonuclease), and the θ subunit (which stimulates the exonuclease).
- There are two copies of the dimerizing subunit, τ, which link the two catalytic cores together.
There are two copies of the clamp, which is responsible for holding catalytic cores onto their template strands. Each clamp consists of a homodimer of β subunits, the β ring, which binds around the DNA and ensures processivity.
- The γ complex is a group of seven proteins, encoded by five genes that comprise the clamp loader; the clamp loader places the β clamp on DNA by opening the ring.

FIGURE 1 shows one of the models for the assembly of DNA polymerase III. The holoenzyme assembles on DNA in three stages:
- First, the clamp loader uses hydrolysis of ATP to bind β subunits to a template-primer complex.
- Binding to DNA changes the conformation of the site on β that binds to the clamp loader, and as a result it now has a high affinity for the core polymerase. This enables core polymerase to bind, and this is the means by which the core polymerase is brought to DNA.
- A τ dimer binds to the core polymerase and provides a dimerization function that binds a second core polymerase (associated with another β2 clamp). The replisome is an asymmetric dimer because it has only one clamp loader and (at least) two copies of the catalytic core. The clamp loader is responsible for adding a pair of β2 dimers to each parental strand of DNA.

FIGURE 1. DNA polymerase III holoenzyme assembles in stages, generating an enzyme complex that synthesizes the DNA of both new strands.
Each of the core complexes of the holoenzyme synthesizes one of the new strands of DNA. The clamp loader is also needed for unloading the β clamp from DNA; as a result, the two cores have different abilities to dissociate from DNA. This corresponds to the need to synthesize a continuous leading strand (where polymerase remains associated with the template) and a discontinuous lagging strand (where polymerase repetitively dissociates and reassociates). The clamp loader is associated with the core polymerase that synthesizes the lagging strand and plays a key role in the ability to synthesize individual Okazaki fragments.




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.