27. DNA Replication, Recombination, and Repair

소개글

DNA 복제와, 재조합, 회복에 관한 발표 자료입니다. 많은 그림을 사용하여 이해하기 쉽게 만든 자료이고요. 슬라이드마다 제가 발표한 내용을 요약하여 슬라이드 밑 노트에 적어 놓았어요. 발표하고 칭찬 많이 받으 자료이고요. 공도 많이 들여 만든 슬라이드에요.
많은 도움이 되시리라 믿어요.

목차

27. DNA Replication, Recombination, and Repair

1) DNA Replication
- Where on the DNA molecule does replication begin?
Helicase
Topoisomerase I, II
DNA Polymerase III
Okazaki fragment
2) Telomere
3) Recombination.
- Holiday Junction
- Recombination synapsis
4) Mutation
- Substitution
- deletion
- insertion
5) DNA-Repair
- direct repair
- base-excision repair
- nucleotide-excision repair

본문내용

핵 안에는 이중나선 구조로 된 DNA가 있습니다. 핵 안의 DNA가 어떻게 복제되는 지? 그 메커니즘에 대해 살펴 보겠습니다.
Where on the DNA molecule does replication begin?
*
먼저 DNA복제는 특정한 시작자리가 있습니다. 책 내용은 27.4를 참조하시면 됩니다. 그림에서 보듯이 DNA복제 개시점은 A-T염기쌍이 많은 13베이스페어의 염기순서가 3번 반복된 배열을 포함하고 있고. 4개의 dnaA protein binding site가 존재합니다. dnaA protein이 4개의 결합자리에 바인딩하고, dnaB-dnaC protein complex 13 bp가 반복되는 복제개시점에 바인딩하면, 주형의 DNA는 풀리고, 이중나선구조에서 단일가닥으로 되고, single stranded binding protein이 단일가닥에 붙고, 일련의 DNA복제 과정들이 시작된다.
Helicase
Figure 27.16. Helicase Structure.
P-loop NTPase fold
Helicase
*
DNA 이중가닥이 단일가닥으로 풀리기 위해서는 여러효소가 작용하고, 그 중 helicase에 의해서 ATP가수분해 에너지를 사용하여 단일 가닥을 분리 시킨다. Helicase는 A1, A2, B1, B2 4개의 영역으로 구성되어 있습니다. 이런 helicase의 메커니즘에 대해 좀 더 자세히 살펴보겠습니다, 책 27.2.5를 참조하시면 됩니다.
Figure 27.17. Helicase Mechanism.
A1
B1
A2
B2
Bind single-stranded DNA.
Binding of ATP
ATP hydrolysis
Double-stranded DNA is unwound
*
Heilcase의 A1, B1영역은 단일가닥 DNA에 결합하고, A2 영역에 ATP가 바인딩하고 ATP가 가수분해 되면서 이중가닥의 DNA를 단일가닥으로 분리시킵니다. Helicase는 3’에서 5’방향으로 이동한다.
Supercoiled DNA
Topoisomerase I, II
Two strands of DNA in replication requires the local unwinding of the double helix.
Local unwinding must lead either to the overwinding of surrounding regions of DNA or to supercoiling.
*
하지만, helicase만으로 DNA 이중가닥을 풀기에는 다른 문제점이 발생합니다. 그림과 같이 DNA가 부분적으로 풀리게 되면, DNA주변 영역들은 과도하게 감겨 supercoiled DNA가 됩니다. 이런 overwinding DNA나 supercoiled DNA의 이중나선 구조를 단일가닥으로 분리되기는 어려움이 생깁니다. 이런 overwinding DNA나 supercoiled DNA의 이중나선 구조를 풀기 위해서는 Topoisomerase I, II 효소의 작용이 필요합니다. Topoisomerase I, II은 이중나선 구조로 된 DNA의 두가닥중 한가닥에 작용하여 절단하고, 절단된 틈으로 절단된 DNA를 밖으로 꺼내 다시 재 봉합시켜 DNA의 나선 구조를 이완시킵니다.
Helicase

참고 자료

생물학/ 로버트 A. 윌리스,제럴드 P. 샌더스, 로버트 J. 펄/ 을유 문화사
Stryer 생화학 / Lubert Stryer / EPUBLIC
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