ORC与真核复制起点的识别。Curr Opin Struct Biol. 2019 Dec;59:195-204.
在DNA复制过程中解开双螺旋结构的酶称为复制解旋酶(replicative helicase),本文中简称为解旋酶。它通过ATP水解提供能量,断裂双链间的氢键。原核生物的解旋酶是DnaB,真核生物是Mcm2-7(minichromosome maintenance protein,微染色体维持蛋白)复合物。
两类解旋酶都由两个六聚体环构成,DNA从环中穿过。解旋酶结合到DNA上的过程称为加载(load)。原核生物的解旋酶是以活性形式加载的,结合在单链DNA上;真核解旋酶以非活性形式加载到双链DNA上,要下一阶段才会被激活。
原核与真核生物的解旋酶加载。Nucleus. 2016; 7(3): 292–300.
在G1期的早期,ORC将CDC6和CDT1募集到复制起点,随后加载MCM2-7,再将CDC6和CDT1从染色质中释放出来,以防止MCM2-7重新加载,保证每个细胞周期只复制一次。在S期, CDC45和DNA复制复合物Go-Ichi-Ni-San(GINS)与MCM2-7六聚体结合形成CDC45 / MCM2-7 / GINS(CMG)复合物,激活MCM的解旋酶活性。
真核生物中DNA复制的起始。Crit Rev Biochem Mol Biol. 2017 Apr;52(2):107-144.
在复制过程中需要用到很多蛋白,它们组合成一个庞大、复杂的复合体,称为复制体。复制体的核心是解旋酶,沿着单链DNA(ssDNA)移动,不断解开双链。
病毒、细菌与真核生物的复制体。Biophys Rev. 2019 Jul 4:641-651.
新生的ssDNA需要与某种蛋白结合,以防重新生成双链或降解等。这种蛋白在细菌中称为单链DNA结合蛋白(single-stranded DNA-binding protein,SSB),在T7噬菌体中称为基因产物2.5(gene product 2.5,gp2.5),在真核生物中称为复制蛋白A(replication protein A,RPA)。有时也将其统称为SSB。
除了保护ssDNA外,SSB还可以发挥重要的调控作用。例如在复制叉因意外而停滞时,RPA会被磷酸化,然后募集修复因子,从而稳定复制叉。这种机制的异常会导致复制叉容易崩溃,增加突变率。