المرجع الالكتروني للمعلوماتية
المرجع الألكتروني للمعلوماتية
آخر المواضيع المضافة
تسعير القروض الممنوحة لمنشآت الأعمال والخدمات المرتبطة بها (تسعير القرض من خلال الإضافة للتكلفة) تسعير الودائع على أساس العلاقة الشاملة مع العميل وتحقيق أهداف المصرف تـكييـف جـداول الأسـعـار بحـسـب شـرائـح المـودعـيـن التسعير المستند الى العلاقة مع شرائح العملاء أو مع العميل (التسعير بحسب شرائح العملاء) استخدام التكلفة الحدية لتحديد أسعار الفائدة على الودائع (Using Marginal Costing to Set Interest Rates on Deposits) مركبات الثايازولدين Thiazolidines الفعالية البايولوجية لقواعد شيف biological activity of Schiff Bases تحضير قواعد شيف preparation of Schiff Bases قواعد شيــــف Schiff Bases تفاعل ملح الصوديوم للسكرين في تحضير البيروكسيكام تفاعلات N- هالو السكرين Reaction of –N- halo Saccharin تفاعلات كلوريد السيدوسكرين (PSCl) أختـــزال مشتقات N- الكيـــــل سكــــرين تفاعل السكرين مع كاشف كرينيــــــارد Saccharin with Grignard reagent Reaction of ما هو دعاء صنمي قريش؟ وهل تعتقدون بثبوته؟ وهل صحيح ما يقولونه بعض الأعلام ، فإنّه قد صدّق هذا الدعاء وأقرّه؟

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

Discontinuous DNA Replication  
  
1867   01:37 مساءاً   date: 21-4-2016
Author : R. Okazaki, T. Okazaki, S. Hirose, A. Sugino, and T. Ogawa
Book or Source : In DNA Synthesis and Its Regulation
Page and Part :


Read More
Date: 16-12-2015 2856
Date: 16-5-2016 2337
Date: 17-4-2021 1607

Discontinuous DNA Replication

 

Elongation of the DNA chain on the lagging strand during DNA replication is discontinuous: Short segments of DNA, called Okazaki Fragments, are repeatedly synthesized in the reverse direction of movement of the replication fork (1). This occurs because the two chains of double-helical DNA are antiparallel, and DNA polymerase can extend a DNA chain only in the 5′ → 3′ direction. On the leading strand, which runs 5′ → 3′ in the reverse direction to fork movement, the replicative enzyme carries out chain elongation continuously in a highly processive manner. On the other parent strand, the lagging strand, which runs 3′ → 5′ in the direction of fork movement, DNA polymerase catalyzes chain elongation only in the reverse direction of fork movement. Thus, as the replication fork proceeds, the unreplicated segment is expanded on the lagging strand. When one act of chain elongation on the lagging strand is accomplished, the next round of chain elongation must be started from a newly expanded segment on the lagging strand. To achieve completion of DNA replication on an entire region of the lagging strand, numerous enzymes cooperate at the replication fork. They are participating in primer synthesis (the initiation of Okazaki fragments), chain elongation (the extension of Okazaki fragments), and a process that connects Okazaki fragments.

In Escherichia coli, more than 20 different proteins participate in DNA replication (2). These were identified by screening mutants defective in DNA replication and by purifying enzymes required for in vitro DNA synthesis. From their biochemical roles at different stages of chromosomal DNA replication, it appears that at least eight proteins are involved in the discontinuous replication in E. coli. Those are (1) primosome proteins, including DNA helicases and primase: PriA, PriB, PriC, DnaT, DnaB, DnaC, and DnaG (primase); (2) proteins required for chain elongation: DNA polymerase III (Pol III) holoenzyme and single-stranded DNA binding protein) SSB); and (3) proteins required for connecting Okazaki fragments: DNA polymerase I (Pol I),  RNaseH, and DNA Ligase. Among these proteins, the DnaB helicase, primase (DnaG), and Pol III holoenzyme are the basic components acting on the discontinuous DNA synthesis at the replication fork, probably forming a multiprotein complex called a replisome.

DNA polymerase cannot replicate duplex DNA without assistance. This enzyme requires single-stranded DNA as a template and an RNA or DNA primer annealed to the template. Two other enzymes enable polymerase to work on duplex DNA. One is a DNA helicase that opens up the duplex at the replication fork to provide a single-stranded template. The other is a primase that synthesizes a short RNA to prime DNA chain elongation. Several DNA helicases have been identified from E. coli and its phage, including DnaB, T7 gp4, and T4 gp41 (3-5). The biochemical characterization of these activities in in vitro DNA replication systems suggests that the primary replicative helicase binds to and moves on the lagging-strand template in the 5′ → 3′ direction, unwinding the DNA double helix as it goes. Another common property of the replicative helicases is an intimate association with a primase. The bacteriophage T7 gp4 has both primase and helicase activity within the same polypeptide chain (4). Bacteriophage T4 gp41 greatly enhances the primase activity of T4 gp61 (6). A similar functional interaction has been observed between DnaB protein and E.  coli primase, DnaG protein (7). On most templates, DnaG exhibits a very feeble priming activity that can be greatly enhanced if DnaB first binds that DNA. This stimulation of primase activity is further increased when the DnaB helicase is activated to its processive form at the replication fork.

 In E. coli, there are two pathways by which the DnaB helicase is loaded onto the lagging-strand template DNA: One is primosome formation directed by the PriA protein, and the other is DnaA protein-directed DnaB loading (8, 9). The former process was discovered first in the replication of bacteriophage fX174 DNA and plasmid ColE1 DNA, and it later appeared to be involved in the resumption of chromosomal DNA replication after replication of the E. coli genome has been interrupted or halted. On the other hand, the latter process was found in oriC plasmid DNA replication in vitro and is thought to form a priming complex with DnaG primase at the replication fork in E. coli chromosomal DNA replication.

The chain elongation of Okazaki fragments in E. coli is catalyzed by DNA polymerase III holoenzyme (10). This enzyme possesses a capacity to synthesize DNA with a very high processivity, sufficient for completion of about 2 kb of Okazaki fragment. In addition, the Pol III holoenzyme dissociates from the nascent Okazaki fragment and restarts the next round of Okazaki fragment synthesis from an RNA primer newly settled near the replication fork (11). Enzymes to remove primer RNA and fill the gap, such as ribonuclease H and DNA polymerase I of E. coli, are essential for the sealing of Okazaki fragments by DNA ligase (12). Mutants defective in either DNA polymerase I or DNA ligase show a massive accumulation of short Okazaki fragments under restrictive conditions.

Although the basic biochemical processes that occur at eukaryotic and prokaryotic replication forks are similar, there are many differences in detail (13). For example, primer synthesis in eukaryotic cells is catalyzed by DNA polymerase a, which synthesizes 2 to 12 nucleotides of RNA (initiator RNA) and further adds about 20 nucleotides of DNA to the initiator RNA. The size of Okazaki fragments (40 to 300 nucleotides) in eukaryotes is significantly shorter than those observed in prokaryotes.

References

1. R. Okazaki, T. Okazaki, S. Hirose, A. Sugino, and T. Ogawa (1976) In DNA Synthesis and Its Regulation (M. Goulian and P. Hanawalt, eds.), Benjamin Cummings, Menlo Park, CA, pp. 832-862.

2. K. J. Marians (1992) Ann. Rev. Biochem. 61 673–720

3. J. H. LeBowitz and R. McMacken (1986) J. Biol. Chem. 261, 4738–4748

4. J. A. Bernstein and C. C. Richardson (1989) J. Biol. Chem. 264, 13066–13073

5. M. Venkatesan, L. L. Silver, and N. G. Nossal (1982) J. Biol. Chem. 257, 12426–12434

6. D. M. Hinton and N. G. Nossal (1987) J. Biol. Chem. 263, 10873–10878

7. K. Arai and A. Kornberg (1979) Proc. Natl. Acad. Sci. USA 76, 4308–4312

8. K. Arai, R. Low, J. Kobori, J. Shlomai, and A. Kornberg (1981) J. Biol. Chem. 256, 5273–5280.

9. T. A. Baker, B. E. Funnell, and A. Kornberg (1987) J. Biol. Chem. 262, 6877–6885

10. C. McHenry and A. Kornberg (1977) J. Biol. Chem. 252, 6478–6484.

11. H. Maki, S. Maki, and A. Kornberg (1988) J. Biol. Chem. 263, 6570–6578

12. B. E. Funnell, T. A. Baker, and A. Kornberg (1986) J. Biol. Chem. 261, 5616–5624

13. J. J. Blow ed. (1996) Eukaryotic DNA Replication, IRL Press, Oxford. 




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.




الهيأة العليا لإحياء التراث تنظّم ورشة عن تحقيق المخطوطات الناقصة
قسم شؤون المعارف يقيم ندوة علمية حول دور الجنوب في حركة الجهاد ضد الإنكليز
وفد جامعة الكفيل يزور دار المسنين في النجف الأشرف
زرع على مساحة 900 دونم شركة الكفيل للاستثمـارات العامة تباشر بأعمال الحصاد لمحصول الحنطة من مزارعها