生物学I

真核生物のゲノムは、原核生物のゲノムよりもはるかに複雑でサイズが大きい。 ヒトゲノムは、染色体の一倍体セットあたり三億塩基対を有し、6億塩基対は、細胞周期のS期の間に複製されています。 真核生物の染色体上の複製の複数の起源があります;人間は複製の最大100,000の起源を持つことができます。 複製速度は毎秒約100ヌクレオチドであり、原核生物の複製よりもはるかに遅い。 真核生物である酵母では、自律的複製配列（ARS）として知られる特別な配列が染色体上に見出される。 これらは、大腸菌における複製の起源と同等である。

真核生物のDNAポリメラーゼの数は原核生物よりもはるかに多く、14個が知られており、そのうち5個が複製中に主要な役割を果たすことが知られており、よく研究されている。 それらは、ｐｏｌ α、ｐｏｌ β、ｐｏｌ β、ｐｏｌ δ、およびｐｏｌ βとして知られている。複製の本質的なステップは、原核生物と同じである。

複製の本質的なステップは、原核生物と同じである。

複製を開始する前に、DNAをテンプレートとして使用できるようにする必要があります。 真核生物のDNAは、ヒストンとして知られる塩基性タンパク質に結合し、ヌクレオソームと呼ばれる構造を形成する。 クロマチン（DNAと蛋白質間の複合体）はDNAが蛋白質を離れて滑るか、またはDNAの複製の機械類の酵素に入手しやすくできるようにある化学修正を経 複製の起点では、複製前複合体が他のイニシエータータンパク質と作られる。 次に、他のタンパク質を動員して複製プロセスを開始する（表）。

ATP加水分解からのエネルギーを使用したヘリカーゼは、DNAヘリックスを開きます。 複製フォークは、DNAが巻き戻されるにつれて、各複製起点で形成される。 二重らせんの開口部は、複製フォークの前にDNAに過剰巻線、またはスーパーコイルを引き起こす。 これらはトポイソメラーゼの作用で分解される。 プライマーは酵素のprimaseによって形作られ、プライマーを使用して、DNAのpolは統合を始めることができます。 先行鎖は酵素pol δによって連続的に合成されるが、遅れ鎖はpol βによって合成される。 PCNA（増殖細胞核抗原）として知られているスライディングクランプタンパク質は、DNAからスライドしないようにDNA polを所定の位置に保持します。 RNase HはRNAプライマーを除去し、DNAヌクレオチドで置換される。 遅れ鎖中の岡崎断片は、RNAプライマーをDNAに置換した後に一緒に結合される。 残っているギャップは、ホスホジエステル結合を形成するDNAリガーゼによって密封される。原核生物の染色体とは異なり、真核生物の染色体は線状である。

あなたが学んだように、酵素DNA polは5’から3’方向にのみヌクレオチドを加えることができます。 主要な鎖では、染色体の終わりに達するまで合成が続く。 遅れ鎖上では、DNAは短い伸張で合成され、それぞれが別々のプライマーによって開始される。 複製フォークが線状染色体の末端に到達すると、染色体の末端にコピーされるDNA断片のためのプライマーが作られる場所はない。 これらの端はこうして対になっていない残り、細胞が分裂し続けると同時にそのうちにこれらの端は漸進的により短くなるかもしれません。

線状染色体の末端はテロメアとして知られており、特定の遺伝子をコードする反復配列を有する。

線状染色体の末端はテロメアとして知られている。

ある意味では、これらのテロメアは、細胞が分裂し続けるにつれて遺伝子が削除されるのを防ぎます。 ヒトでは、6塩基対配列TTAGGGは、100〜1000回繰り返されます。 この酵素テロメラーゼ(図)の発見は、染色体の末端がどのように維持されているかを理解するのに役立ちました。 テロメラーゼの酵素は触媒作用の部分および作り付けのRNAの型板を含んでいます。 それは染色体の端に付し、RNAの型板への相補的な基盤はDNAの繊維の3’端で加えられます。 遅れ鎖テンプレートの3’末端が十分に伸長すると、DNAポリメラーゼは染色体の末端に相補的なヌクレオチドを付加することができる。 したがって、染色体の端部が複製される。P>

テロメラーゼは、典型的には生殖細胞および成体幹細胞において活性である。 それは大人の体細胞で活動的ではないです。 テロメラーゼの発見とその作用により、エリザベス-ブラックバーン（図）は2009年にノーベル医学生理学賞を受賞した。

テロメラーゼと老化

細胞分裂を受ける細胞は、ほとんどの体細胞がテロメラーゼを作らないため、テロメア これは本質的にテロメアの短縮が老化と関連付けられることを意味します。 現代医学、予防のヘルスケアおよびより健康な生活様式の出現と、人間の寿命は増加し、より古く育つと同時により若く見、よりよい生活環境基準がある

2010年には、科学者たちは、テロメラーゼは、マウスのいくつかの年齢に関連した条件を逆転させることができることを発見しました。 これは再生医療の可能性を秘めている可能性があります。1テロメラーゼ欠損マウスは、これらの研究で使用された;これらのマウスは、組織萎縮、幹細胞枯渇、臓器系障害、および障害組織損傷応答を持っています。 これらのマウスにおけるテロメラーゼ再活性化は、テロメアの拡張を引き起こし、DNA損傷を減少させ、神経変性を逆転させ、精巣、ひ臓、および腸の機能を改 したがって、テロメア再活性化は、ヒトにおける加齢関連疾患を治療する可能性を有する可能性がある。

がんは、異常な細胞の制御されない細胞分裂を特徴とする。 細胞は突然変異を蓄積し、制御不能に増殖し、転移と呼ばれるプロセスを介して身体のさまざまな部分に移動することができます。 科学者たちは、癌細胞がテロメアをかなり短縮し、テロメラーゼがこれらの細胞で活性であることを観察している。 興味深いことに、テロメアが癌細胞で短縮された後にのみ、テロメラーゼが活性化された。 これらの細胞のテロメラーゼの行為が癌療法の間に薬剤によって禁じることができれば癌性細胞はそれ以上の分割から可能性としては停止できま

鎖伸長

Difference between Prokaryotic and Eukaryotic Replication
Property	Prokaryotes	Eukaryotes
Origin of replication	Single	Multiple
Rate of replication	1000 nucleotides/s	50 to 100 nucleotides/s
DNA polymerase types	5	14
Telomerase	Not present	Present
RNA プライマー除去	DNA pol I	RNase H
DNA pol III	Pol δ、pol β
スライディングクランプ	スライディングクランプ	PCNA

セクションの概要

真核生物における複製は、複製の複数の起源で開始されます。 この機構は原核生物と非常によく似ています。 プライマーは、それが成長鎖にヌクレオチドを一つずつ追加するように、DNAポリメラーゼによって拡張され、その後、合成を開始するために必要とされます。 先行鎖は連続的に合成されるのに対し、遅れ鎖は岡崎フラグメントと呼ばれる短いストレッチで合成される。 RNAプライマーはDNAヌクレオチドで置換され、DNAはDNA断片をDNAリガーゼと連結することによって一つの連続鎖のままである。 ポリメラーゼはプライマーなしでそれらを拡張することができないので、染色体の端は問題を提起する。 テロメラーゼ、作り付けのRNAの型板が付いている酵素はRNAの型板をコピーし、染色体の1つの端を伸ばすことによって端を拡張します。 DNAポリメラーゼは、プライマーを使用してDNAを拡張することができます。 このようにして、染色体の端部が保護される。

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