트랜스 이량체의 합성
DNA 중합효소Ⅲ이 주형 가닥에 존재하는 피리미딘 이합체 장애의 건너편에서 중합을 진행할 경우에는 이량체의 건너편에 어떠한 뉴클레오타이드든지 삽입할 수 있다. 그러면 복제는 절대 중단되지 않고 새로 합성된 딸 가닥에 빈틈도 생기지 않지만 될 틀린 뉴클레오타이드의 삽입이 빈번하게 일어난다. 불일치된 염기쌍들은 딸 가닥에서 이량체에 해당하는 구역에서 발견된다. 우리는 이 과정을 트랜스 이량체 합성 또는 SOS 돌연변이 수선이라고 부르고 이 과정은 SOS 래귤론의 일부이다
- UMC와 mud의 DNA 중합효소Ⅲ의 편집/교정 활성을 변화시켜 이량체 장애의 건너편에서 아무런 뉴클레오타이드나 중합할 수 있게 한다.
- DNA 손상을 묵인하는 다른 작용인 동형 재조합은 거의 동일한 DNA 분자들을 절단하고 다른 조합들로 DNA 분자들을 재결합시키는 과정들을 포함한다
- RecA는 단일 가닥의 DNA에 결합한다. ATP를 가수분해해서 에너지로 사용하여 RecA는 ssDNA가 이중가닥 DNA의 동형서열들과 염기쌍을 형성하는 것을 촉진한다
- RecA는 이중가닥 DNA 분자들을 풀어주고 상보적인 염기쌍들 사이의 수소결합 형성을 촉진한다
- 종형 재조합 반응들에 연관된 또 다른 효소는 REC BCD인데 이것은 엑소 새 클리아에 V 로또 불린다
- REC BCD는 이중가닥 DNA에 대한 ATP 의존성 엑소 새 클 리아제이고, 이중가닥 DNA에 대한 ATP 의존성 헬리카아제이며, 단일 가닥 DNA에 대해 엑소 새 클리아에 및 엔도 뉴클레아제이고, DNA 의존성 ATP 분해효소이다.
1. T-T 이량체가 형성된다
2. DNA 중합효소 Ⅲ가 이량체를 건너뛰면서 빈자리를 남긴다
3. REC BCD가 부모 가닥을 끊는다
4. RecA가 단일 가장과 손상된 가닥 간의 재조합을 촉진한다
5. 엔도 뉴클레아제가 또 다른 절단을 수행하여 부모 가닥을 유리시킨다
6. 연결효소가 손상된 이중 가닥 DNA의 빈자리를 붙이고, DNA 중합효소 l 이 부모 가닥의 빈자리를 채워 넣는다
레귤론이란 한꺼번에 조절되지만 서로 다른 위치들에 존재하는 유전자들의 그룹
Jean Weigel 는 자외선 손상에 반응하여 DNA 수선 작용이 유도 될 수 있음을 입증했다
Miroslav Raman이 첫째, 오류가 일어나기 쉬운 복제 후 수선이 유도되는 것은 양에 의존적이라는 것을 발견, 많은 양의 자외선을 쬐어주면 이 수선이 유도되나 적은 양을 쬐어주면 유도되지 않았다
두 번째, 오류가 일어나기 쉬운 PBR은 RecA와 또 다른 산물인 lea 모두에 의존적이라는 것을 발견했다.
5장 재조합
- 상동 재조합은 그들의 사슬을 따라 동일하거나 거의 동일한 서열을 가지는 DNA 분자 사이에서 DNA 서열의 교환
- 절대적 최소 범위에서 상동 재조합에 요구되는 것
(1) 비슷하거나 거의 동일한 염기쌍 서열을 가진 2개의 DNA 서열(상동 서열),
(2) 하나의 DNA 서열의 한 가닥 상의 염기와 다른 DNA 서열의 상보적인 가닥 상의 서열 사이에 안정한 수소결합을 형성하는 능력, 그리고
(3) 재조합을 실행하기 위해 단백질이 필요하도록 이 단백질들은 서로 가깝게 근접하여 머물도록 두 개의 DNA 서열을 조정하고 인산이 에스테르결합을 절단하는 효소(핵산 내부 또는 핵산 외부 가수분해효소)와 인산이 에스테르결합을 재결합시키는 효소(리가아제)를 포함한다.
- 대장균 돌연변이는 표현형이 재조합 결함(Rec-)과 자외선에 민감한(Uvs) 그것이 분리됐다. 이 돌연변이는 재조합 반응에서 매우 중요한 산물을 만드는 ERCA 유전자에 의한 것이다. 1000 염기쌍 이상의 두 서열 사이의 상동 재조합에는 ERCA가 필요하다.
- ERCA-인 세포들은 재조합이 1000배 감소하여진다. RecA는 ATP 존재 시에 단일 가닥 DNA에 결합한다.
- 한 분자의 RecA는 DNA 5 염기에 결합하여진다. 이 복합체는 DNA-단백질 필라멘트라고 불린다.
- RecA도 DNA 존재에서 ATP를 가수분해할 수 있는 DNA-의존적 ATP 어제(ATPase)이다.
- RecA- 단일 가닥 DNA 필라멘트는 다른 이중가닥의 DNA에 결합하여 (수소결합을 파괴함으로써) 풀 수 있고, 상동의 이중가닥 DNA의 상보적인 가닥 뉴클레오타이드가 있는 단 일가닥에서 뉴클레오타이드의 염기쌍 형성을 촉진한다. 이 과정은 동화작용에 속한다.
- 단일 가닥 DNA - RecA-이중가닥 DNA 복합체는 단일 가닥 DNA로부터 더 많은 뉴클레오타이드가 상동성의 이중가닥 DNA의 상보적인 가닥에서 염기쌍 형성에 더 관여하도록 이중가닥 DNA의 풀림을 더 자극함
- 단일 가닥의 DNA 결합단백질(SSB)은 변성에서 생긴 단일 가닥의 DNA를 보호함으로써 RecA를 도와준다.
- 돌연변이는 재조합을 감소시키는 대장균에서 분리되었지만 수복에 관여하는 rec, ECC와 recd 유전자 지도에 영향을 끼치지 않는다. 이들 세 가지 유전자의 생산물은 REC BCD라 부르는 효소 복합체를 형성한다.
- REC BCD는 핵산 외부 가수분해효소Ⅴ라고도 불린다. 이 세 가지 유전자 중 어느 하나라도 변이 일어나면 재조합을 거의 100배 감소시킨다.
- REC BCD는 이중가닥, 단일 가닥과 특이적 이중가닥 DNA 서열에 대한 핵산가수분해효소이다. 헬리카아제 활성으로 알려져 이중가닥 DNA를 분리하고 ATP 어제 활성으로 알려져 ATP도 가수분해한다
- 분해는 REC BCD의 3′→5′ 핵산가수분해효소 활성이 필요하다. REC BCD는 한 가닥이 분해되는 것보다 빠르게 풀려지기 때문에 REC BCD-DNA 고리 구조를 형성한다.
생물학