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The DNA Replication Fork01:02

The DNA Replication Fork

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An organism’s genome needs to be duplicated in an efficient and error-free manner for its growth and survival. The replication fork is a Y-shaped active region where two strands of DNA are separated and replicated continuously. The coupling of DNA unzipping and complementary strand synthesis is a characteristic feature of a replication fork.   Organisms with small circular DNA, such as E. coli, often have a single origin of replication; therefore, they have only two replication...
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The DNA Replication Fork01:02

The DNA Replication Fork

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Restarting Stalled Replication Forks02:37

Restarting Stalled Replication Forks

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DNA replication is initiated at sites containing predefined DNA sequences known as origins of replication. DNA is unwound at these sites by the minichromosome maintenance (MCM) helicase and other factors such as Cdc45 and the associated GINS complex.The unwound single strands are protected by replication protein A (RPA) until DNA polymerase starts synthesizing DNA at the 5’ end of the strand in the same direction as the replication fork. To prevent the replication fork from falling apart,...
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Restarting Stalled Replication Forks02:37

Restarting Stalled Replication Forks

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DNA Helicases00:55

DNA Helicases

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DNA unwinding helicase enzymes are a type of motor protein. Motor proteins can translocate along filaments or polymers using energy generated from ATP hydrolysis. Helicases are involved in all the important cellular processes where DNA unwinding is required, such as DNA replication, repair, recombination, and transcription. They are present in all living organisms, but vary in their structure, function, and mechanism of action. For example, in prokaryotes, DnaB helicase binds and translocates...
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DNA Replication02:40

DNA Replication

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DNA replication involves the separation of the two strands of the double helix, with each strand serving as a template from which the new complementary strand is copied.  After replication, each double-stranded DNA includes one parental or “old” strand and one “new” strand. This is known as semiconservative replication. The resulting DNA molecules have the same sequence and are divided equally into the two daughter cells.
Replication in Prokaryotes
DNA replication...
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La activación de la bifurcación de replicación está habilitada por una puerta de ADN de cadena única en la CMG

Michael R Wasserman1, Grant D Schauer2, Michael E O'Donnell3

  • 1Laboratory of Nanoscale Biophysics and Biochemistry, The Rockefeller University, New York, NY 10065, USA.

Cell
|July 27, 2019
PubMed
Resumen

La helicasa CMG utiliza una nueva puerta de ADN para la transición entre el ADN de doble cadena y el de cadena única. Este mecanismo permite que el CMG se mueva hacia el ADN de doble cadena durante la replicación y la reparación, y luego regrese al ADN de cadena única para reiniciar la replicación.

Palabras clave:
El CMGReparación del ADNReplicación del ADNLas medidas de seguridadReinicio de la bifurcaciónLas pinzas ópticasIniciación del origenel replicomafluorescencia de una sola molécula

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Direct Restart of a Replication Fork Stalled by a Head-On RNA Polymerase

Published on: April 29, 2010

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Área de la Ciencia:

  • Biología molecular
  • Replicación del ADN
  • La biofísica

Sus antecedentes:

  • La CMG helicasa es esencial para la replicación del ADN eucariótico, formando un anillo alrededor del dsDNA en los orígenes.
  • CMG debe hacer la transición al ssDNA para la actividad de la helicasa y manejar los intermediarios de reparación como horquillas invertidas.
  • Comprender la unión y translocación del ADN de CMG es crucial para comprender la replicación y la fidelidad de reparación.

Objetivo del estudio:

  • Investigar el mecanismo por el cual las transiciones de CMG entre dsDNA y ssDNA.
  • Identificar los componentes estructurales y los factores reguladores involucrados en el cambio de sustrato de ADN de CMG.
  • Para aclarar cómo CMG maneja estructuras complejas de ADN durante la replicación y la reparación.

Principales métodos:

  • Correlación de fluorescencia de una sola molécula y microscopía de fuerza.
  • Ensayos in vitro para observar las interacciones y la translocación del CMG-ADN.
  • Análisis bioquímico de la unión CMG-ADN y el paso de las hebras.

Principales resultados:

  • CMG posee una puerta intrínseca de ssDNA que facilita las transiciones entre ssDNA y dsDNA.
  • El CMG desacoplado utiliza esta puerta para moverse hacia el dsDNA en las uniones bifurcadas.
  • La CMG exhibe una rápida difusión en el ADN ds y puede volver a activar el ADN ss para iniciar el ensamblaje del replicoma.
  • Mcm10 mejora la afinidad de unión al ADN de CMG, promoviendo el paso de las hebras.

Conclusiones:

  • La puerta ssDNA es una característica clave que permite el compromiso dinámico del sustrato de ADN de CMG.
  • Este mecanismo de enlace explica la transición de dsDNA a ssDNA de CMG en los orígenes y su papel en la reparación de bifurcaciones.
  • La capacidad de CMG para navegar y unirse a dsDNA es crítica para mantener la estabilidad y el reinicio de la bifurcación de replicación.