تازه های سایت
خانه / GENETICS / نقش RFC و PCNA روی DNA

نقش RFC و PCNA روی DNA

یک محور گردان مرکز در گیره ی RFC باز شدن PCNA و هدایت ان روی DNA را کنترل میکند
نقش RFC و PCNA روی DNA
چکیده:
فاکتور همانندسازی RFC از پنج زیرواحد تشکیل شده است که همراه با فاکتور PCNA برروی DNA الگو طی همانندسازی محکم قرار می گیرد. واحدهای RFC مطعلق به خانواده ی بزرگ AAA هستند و با فعالیت ATPase بین میان کنش های گیره ی همانندسازی به پیش می رود. گیره DNA الگو به سمت جایگاه پیوسته به PCND هدایت می شود.
در ساکارومایسس گزارش شده که جنبش های ناپایداری توسط RFC رخ می دهد که بارگیری PCNA را تحت تاثیر قرار می دهد و کاتالیز می کند. شامل فعال شدن RFC توسط ATP القا شده، باز شدن PCNA و اتصال به DNA الگو ، هیدرولیز ATP، بسته شدن PCNA و در آخر آزاد شدن PCNA و DNA الگو.
این شرح کاملی از ارزیابی سه بعدی از عملکردهای منفرد زیرواحدهای RFC-E،D،C،B،A در این مکانیسم است.
زیرواحد مرکزی FRC-C یک محور مرکزی حساس در گیره ی همانندسازی است. اتصال ATP به این زیرواحد در آغاز فعالسازی RFC رخ می دهد و گیره ی همانندسازی یک مارپیچ باز شده که با PCNA به صورت موازی قرار گرفته است را درون خود قرار می دهد.
پاسخ زیرواحدهای RFC در اتصال به ATP به ترتیب C،D،B کاهش پیدا می کند. وجود زیرواحد A غیرضروری به نظر می رسد.
فعال شدن RFC وابسته به RFC-C است. همچنین توانایی اتصال به DNAالگو و هدایت شدن به فرمی از کمپلکس RFC، ATP، PCNA بازشده و DNA الگو را دارد. به دنبال هیدرولیز ATP گسستگی کمپلکس رخ می دهد. با همکاری RFC-D فعال شده سرعت آزادسازی DNA الگو افزایش می یابد.
نقش محوری زیر واحدهای B، C، D فعالیت ATPآزی درگیر این همانندسازی است و با شبیه سازی سه زیر واحد فعال ATPآزی در چنگال همانندسازی اشرشیاکلی این نقش ثابت شده است.

مقدمه :
در یوکاریوت ها گیره همانندسازی فاکتور C همراه با PCNA برروی DNA الگو بارگیری می شود جایی که این موارد احتیاج فاکتورهای پردازش کننده برای پلیمرازها و تعدیل کننده که پروتئین های دیگری هستند که برروی DNA کار می کند را برآورده می کند. ساختار و عملکرد این گیره و پروتئین های گیره همانندسازی در طی تکامل بسیار حفاظت شده است که این منعکس کننده ی نقش بسیار حساس انها در متابولیسم DNA است.
PCNA یک حلقه ی هموتریمر با یک حفره ی مرکزی است که DNA دوپلکس را در خود جای می دهد.RFC یک کمپلکس هتروپنتامریک که شامل زیرواحد بزرگ RFC-A و چهار زیرواحد کوچک B، C، D، E است که به صورت پنجه ای شکل منظم شده است که به PCNA متصل شده به DNA الگو در حفره ی مرکزی از زیرواحدهای A، B، C، D و E تشکیل شده است اتصال پیدا میکند. طی واکنش بارگیری باید PCNA باز شده تا DNA بتواند بین فواصل ایجاد شده بین زیرواحدها داخل شود و این ساختار در جایی که دو ماکروملکول باهم اتصال دارند بسته می شود. شکل1
این گیره ی همانندسازی به وسیله ی ایجاد ارتباط گیره با DNA در شکل فضایی مناسب تولید DNA و ازادسازی DNA تولید شده از گیره را فراهم می کند. فعالیت ATPآزی گیره سوخت این فرآیند مکانیکی را فراهم می کند.
زیرواحدهای RFC متعلق به خانواده AAA از پروتئین های ATPآزی است که از انرژی آزاد از واکنش های ATPآزی دیگر ماکروملکول ها استفاده می کند.
ساختار کریستالی کمپلکس RFC از ساکارومایسس نشان می دهد که این ساختار شامل سه دومین است. شکل1
ناحیه ی Cترمینال باعث نگه داشتن کمپلکس همراه با انتهای دیگر شده و یک حلقه ایجاد می کند و انتهای Nترمینال فرم ATPآزی است که یک زاویه ی تاشو در DNA دو رشته ای ایجاد می کند(زیر واحد بزرگ RFC-A دارای دومین های بیشتری است، شامل یک Cترمینال که در مقابل RFC-E بسته شده است).
این ساختارها شکل های ظاهرا حفاظت شده ی قوی بین باکتری ها و یوکاریوت ها دارند ، چهار جایگاه کاتالیز ATPآزی در فواصل زیرواحدها وجود دارد که شامل RFC-E/D که جایگاه D و RFC-D/C که جایگاه C ، RFC-C/B که جایگاه B و RFC-B/A که جایگاه A است.
یک واحد متصل شده به ATP اتصال فسفات و Mg را به موتیف های به دست آمده AوB فراهم می کند و این مجاور موتیف arginine finger که شامل باقی مانده SRC است. SRCarg انالوگ باقی مانده ی آرژنین است در پروتئین های فعال شده ی GTPآزی که در جایگاه فعال از Ras جای دارد و در ارتباط با پروتئین های متصل به GTP است این مورد از گیره حیاتی است، RFC-A دارای موتیف SRC نیست و جایگاه اتصال ATP در RFC-E صلاحیت لازم برای هیدرولیز را ندارد.در RFC ، آرژنین RFC-E در اتصال ATP به جایگاه های اتصال در زیرواحدهای E/D همکاری می کند.

فعالیت RFC-C برای باز شدن PCNA نیاز است:
پایداری PCNA در مرحله ی باز شدن نیازمند اتصال ATP به RFC است اما ATP نباید هیدرولیز شود. اتصال ATP باعث القای تغییر شکل و ساختار می شود که RFC فعال شود و PCNA و DNA الگو باهم جفت شوند و ATP هیدرولز می گردد.
با استفاده از یک ناقل انرزی رزونانسی (FRET) با PCNC-WCaedanc اثر موتاسیون های SAC در این مرحله ی تاخیری در واکنش ارزیابی شده است. نتیجه ی باز شدن گیره پایین آوردن کارایی FRET در سرتاسر مکان های جفت شده ی دهنده و گیرنده ی Tryptophan-AEDANC و محصور شدن گیره در افزایش کارایی FRET است.شکل2
موتان های RFC-D یک محصول یکسان را دارن که نشان می دهد زیرواحد C نقش حیاتی را در باز شدن PCNA دارد درحالیکه جایگاه A، RFC-B در تیپ های وحشی و تیپ های جهش یافته باقی مانده قابل براری هستند.
قدم بعدی ارزیابی تاثیر موتان های RFC برروی محصور کردن PCNA است که منجر به هیدورلیز ATP و اتصال به DNA الگو در انتهای واکنش می شود.
در زمان کوتاهی کارایی FRET ابتدا کاهش پیدا می کند (PCNA باز( و بطور متوالی افزایش پیدا می کند )PCNA بسته( شکل 2bi
نتیجه یک سری از اتفاقات در واکنش تسریع شده توسط RFC تیپ وحشی، باافزایش زمان میزان PCNA بیشتری طی واکنش بازشده ، بنابراین محصور شدن های بیشتری بر روی DNA الگوی اضافی قابل تشخیص است.
جالب است که DNA الگو های اضافه با RFC-C به PCNA باز شده فشار وارد می کند و تنها کسری PCNAهای باز شده به خوبی بسته می شود. شکل2
این نتیجه بیان کننده ی کاهش نقش محوری زیرواحد C بعدازمرحله ی باز شدن PCNA است.
تا زمانی که برخی از PCNAهای محصور شده توسط این دو موتانت بوسیله ی باز شدن محدود ، محدود شده اند تا آن لحظه ما نمی توانیم بفهمیم RFC-EوD مستقیما در مرحله ی بسته شدن PCNA تاثیر گذاشته است یا خیر!
هیچ زیرواحد منفردی در محصور شدن PCNA ظاهر نشده است. اگرچه همکاری انها می تواند این مرحله از واکنش را تسریع کند.

فعالیت RFC-C برای اتصال به DNAالگو مهم است فعالیت RFC-D برای ازادسازی DNA الگو اهمیت دارد:
هیدرولیز ATP به اتصال DNA الگو به RFC توسط PCNA محصور شده منجر می شود. این میانکنش ها بین RFC-ptDNA در موتان های SAC به خوبس سنجیده شده است، به منظور تحقیق و بررسی این احتمالات میزان DNA الگوی متصل شده و آزاد شده توسط فلورسانس کربوکسی تترا متیلودامین (TAMRA) گزارش شده است که در انتهای 3 اولیه در DNA الگو ترکیب و رنگ شده است.
در تیپ های وحشی اتصال RFC به DNA الگو سریع تر است RFC-ALLsac ها هیچ نشانه ای از اتصال به DNAالگو را نشان نمی دهد. هم RFC-E و هم D در نرخ آرامتری به DNA الگو متصل می شوند. برای تمام موتان های SAC به جز –E RFC ارتباط وسیعی از DNA الگوی متصل شده پیوسته با PCNAی باز و بسته است.شکل5

تمام موتان های SAC کاهش قابل توجهی از جدایی کمپلکس را در مقایسه با RFC تیپ وحشی نشان می دهد که توانایی بسته شدن PCNA طی مرحله های اتصال PCNA به DNA الگو و آزادسازی DNAالگو آرامتر است. بمنظور تجزیه و تحلیل این احتمالات یک پژوهش تکمیلی در اتصال DNA بدون حضور PCNA انجام شد، که نشان داده شده فعالیت ATPالقایی RFC بدون PCNA اهسته تر اتفاق می افتد و یک زمان طولانی تری برای RFC و ATP برای گرمخانه گزاری لازم است تا اتصال به DNA الگو در میزان بالایی انجام گیرد.
همچنین جدا شدن DNAالگو در غیاب PCNA سریعتر رخ می دهد، نسبت DNAالگوی متصل شده به ATP فعال در RFC در تیپ وحشی در حضود PCNA و یا غیاب PCNA یکسان است.RFC-E و C و B همچنین به DNA الگو در یک قطعه مشابه از RFC متصل می شود. بطور برجسته کسر بزرگی از DNA الگو ملزم به حضور RFC-D است که تنها مربوط به نیمی از RFC می باشد. حدس زده میشود که RFC-C نقش بزرگتری در اتصال به DNA الگو در گیره همانندسازی نسبت به زیرواحدهای دیگر دارد.RFC-D با هیدرولیز ATP نقش مهمتری در آزادسازی DNA دارد.
نقش موتان های RFC-C همچنین در آزادسازی DNAالگو در مقایسه با تیپ های وحشی مقدار ناچیزی است که همراه با اهسته کردن بسته شدن PCNA است. سرانجام RFC-B آزادسازی DNA الگو را در تیپ وحشی RFC سرعت می بخشد. شکل3

Refrence:
www.ees.elsevier.com.jmb
doi: 10.1016/j.jmb.2011.12017

انتشار توسط 8 تم

درباره‌ی genetical

این سایت جهت بالا بردن سطح علم در جامعه ایران می باشد و برای راحتی و گرد هم آوردن مطالب علمی و پزشکی در یک مکان مجازی که شامل آزمایشگاه ها ، دانلود کتاب ، کنکور , مطالب علمی ژنتیک - بیوشیمی - میکروبیولوژی می باشد . و با به روز رسانی هر روز این سایت مفتخریم که برترین سایت پزشکی ایران شویم .

جوابی بنویسید

ایمیل شما نشر نخواهد شدخانه های ضروری نشانه گذاری شده است. *

*


هشت − 1 =

شما می‌توانید از این دستورات HTML استفاده کنید: <a href="" title=""> <abbr title=""> <acronym title=""> <b> <blockquote cite=""> <cite> <code> <del datetime=""> <em> <i> <q cite=""> <s> <strike> <strong>