ژنتیک ملکولی پیشرفته 1 (ساختار و همانندسازی DNA)

مقدمه 1
منابع 12
فصل اول: ساختار ملکولی ‏DNA 13
1-1 اجزاء ساختاری اسید‌های نوکلئیک: بازها، نوکلئوزیدها، نوکلئوتیدها 13
1-2 خصوصیات فیزیکی نوکلئوزیدها و نوکلئوتیدها 21
1-2-1 جذب نور ماوراء بنفش 22
1-3 شیمی اسید ـ باز و تاتومریزاسیون 24
1-4 واکنش‏های شیمیایی بازها 26
1-5 خصوصیات ساختاری نوکلئوزیدها و نوکلئوتیدها 27
1-6 ساختار DNA 30
1-6-1 ساختار پلی نوکلئوتیدی 30
1-6-2 صورتبندی‏های پلینوکلئوتیدها 33
1-6-3 پایداری اسکلت پلینوکلئوتیدی 35
1-6-4 مارپیچ دوتایی DNA 38
1-6-5 فاکتورهای پایدارکننده مارپیچ دوتایی DNA 47
1-6-6 صورتبندیهای مارپیچ دوتایی DNA 50
1-7 ساختارهای غیر متعارف DNA 55
1-7-1 DNA خمیده 57
1-7-2 DNA صلیبی 57
1-7-3 DNA سه رشته‌ای 58
1-7-4 DNA چهار رشته‌ای 62
منابع 66

فصل دوم: بستهبندی DNA در پروکاریوتها و یوکاریوتها 67
2-1 بستهبندی DNA در یوکاریوتها 67
2-1-1 نوکلئوزوم‌: واحدهای سازنده کروموزوم‌ها 67
2-1-2 هیستون‌ها، پروتئینهایی کوچک با بارمثبت 68
2-1-3 هیستون H1 به DNA رابط متصل می‌گردد 72
2-1-4 نقش دم‌های انتهای آمینی هیستونها در تشکیل فیبر 30 نانومتری 75
2-2 بستهبندی DNA در پروکاریوتها 77
منابع 79
فصل سوم: مدلهای همانندسازی DNA 81
3-1 همانندسازی نیمه حفاظتی 81
3-1-1 نتایج مورد انتظار از سه مدل همانندسازی DNA 84
3-2 همانندسازی نیمه‌حفاظتی کروموزوم در یوکاریوت‌ها: 88
3-3 همانندسازی نیمه‌منقطع یا نیمه نا‌پیوسته 89
3-4 همانندسازی دو جهتی 96
3-5 همانندسازی یک جهتی 104
3-6 همانندسازی فاژ Φ29 و آدنوویروس‌ها 106
3- 7 همانندسازی DNA میتوکندریایی 108
3-8 همانندسازی دایره غلتان 111
منابع 113
فصل چهارم: خانواده‌های آنزیم DNA پلیمراز 115
4-1 خانواده DNA پلیمراز A یا DNA pol I (pol I) 116
4-2 خانواده DNA پلیمراز B ‏یا DNA pol α (pol α) 116
4-3 خانواده DNA پلیمراز C 116
4-4 خانواده DNA پلیمراز D 116
4-5 خانواده DNA پلیمراز X یا DNA pol β 117
4-6 خانواده DNA پلیمراز Y 117
4-7 خانواده RT 117
4-8 تفاوت‌های ساختاری میان پلیمرازها 117
4-9 DNA پلیمرازهای پروکاریوتی 118
4-9-1 آنزیم DNA پلیمراز I (DNA pol I) 118
4-9-2 آنزیم DNAپلیمراز (pol II) II 122
4-9-3 رپلیکاز اشرشیاکلی 124
4-9-3-1 کور آنزیم DNA پلیمراز III (Pol III Core) : 124
4-9-4 DNA پلیمراز IV و V 127
4-10 DNA پلیمرازهای یوکاریوتی 127
4-10-1 کمپلکس α/Primase DNA Polymerase (DNA Pol α/Primase) 127
4-10-2 DNA پلیمراز دلتا (POL δ) 128
4-10-3 DNA پلیمراز اپسیلون (POL ε) 129
4-10-4 DNA پلیمراز بتا (POL β) 130
4-10-5 DNA پلیمراز γ ، رپلیکاز میتوکندریایی 131
4-10-6 DNA پلیمراز تتا (POL θ) 131
4-10-7 DNA پلیمراز لاندا (POL λ) 132
4-10-8 DNA پلیمراز میو (POL μ) 132
4-10-9 DNA پلیمراز سیگما (POL σ) 132
4-10-10 DNA پلیمراز فی (POL φ) 133
4-10-11 داکسی نوکلئوتیدیل ترانسفراز انتهایی (TdT) 133
4-11 مکانیسم DNA پلیمراز 134
منابع 141
فصل پنجم: ابر فنری شدن DNA و نقش آنزیمهای DNA توپوایزومراز 143
5-1 توصیف هندسی DNA واجد ابر فنر 147
5-2 DNA توپوایزومرازها 150
5-2-1 طبقه بندی توپوایزومرازها 152
5-2-2 نقش توپوایزومرازها در سلول 152
5-2-2-1 یوباکتریها 152
5-2-2-2 مخمرها 155
5-2-2-3 توپوایزومرازهای یوکاریوت‏های عالی 156
5-2-3 ساختار و مکانیسم توپوایزومرازها 157
منابع 160
فصل ششم: DNA هلیکاز 161
6-1 نقش‌های بیولوژیک هلیکازهای هگزامر 163
6-2 فعالیت‌های هلیکازهای هگزامر 163
6-3 ‏ساختار اولیگومری 165
6-3-1 چرا حلقه؟ 169
6-4 انواع پروتئین‌های هلیکازی 169
6-4-1 پروتئین‌ T7 gp4 169
6-4-2 پروتئین T4 gp41 170
6-4-3 پروتئین SPP1 G40P 171
6-5 انواع هلیکازهای پلاسمیدی 171
6-5-1 پروتئین RSF1010 RepA 171
6-6 انواع هلیکازهای باکتریایی 172
6-6-1 پروتئین E. coli DnaB 172
6-6-2 پروتئین E. coli Ruv B 172
6-6-3 پروتئین E. coli Rho 173
6-7 هلیکاز آرکی باکتریها 173
6-7-1 MCM متانوباکتریوم ترموآتوتروفیکوم 173
6-8 هلیکاز ویروس‌های یوکاریوتی 174
6-8-1 پروتئین‏های Polyoma Large T antigen و SV40 174
6-8-2 پروتئین E1 پاپیلوما ویروس 174
6-9 هلیکازهای یوکاریوتی 175
6-9-1 پروتئین سندرم بلوم انسانی 175
6-9-2 هلیکاز‏های پستانداران 175
6-10 برهم‌کنش با DNA دو رشته‌ای 176
6-11 اتصال به توالی اختصاصی DNA یا RNA 176
6-12 حفاظت نوکلئازی 177
6-13 آیا DNA با تمامی 6 زیرواحد آنزیم هلیکاز برهمکنش می‌کند؟ 177
6-14 DNA در کانال مرکزی آنزیم هلیکاز استقرار مییابد 178
6-15 قطبیت اتصال به DNA 178
6-16 کینتیک اتصال به RNA یا DNA 179
6-17 DNA Exclusion Model 181
6-18 اثر نوکلئوتیدها برروی اتصال به DNA 182
6-19 اتصال به نوکلئوتید 182
6-19-1 پروتئین T7gp4 184
6-19-2 پروتئین E. coli DnaB 184
6-19-3 پروتئین E. coli Rho 184
6-20 هیدرولیز NTP 185
6-21 مدل‌های NTP آزی برای هلیکازهای هگزامر 185
6-22 جابجایی و باز کردن DNA 186
6-23 مدل‌های جابجایی یکطرفی 187
6-23-1 مدل Three-site sequential translocation 187
6-23-2 مدل Two-site sequential translocation 188
6-23-3 مدل متغییر ( model ‌Alternative ) 189
6-24 مدل‌هایی برای باز کردن DNA 191
6-24-1 مدل گوه 191
6-24-2 مدل پیچشی 191
6-24-3 مدل ناپایدارکننده مارپیچ 191
منابع 193
فصل هفتم: پروتئینهای متصلشونده به DNA تک رشته 195
7-1 پروتئین همانندسازی A 199
منابع 208
فصل هشتم:DNA پرایماز 209
8-1 پرایمازهای پروکاریوتی 212
8-1-1 پرایماز T7 213
8-1-2 پرایماز اشرشیاکلی 213
8-2 پرایماز یوکاریوتی 214
8-2-1 پرایماز انسان 215
8-2-2 پرایماز مخمر 215
8-3 برهم‌کنش میان پرایماز و DNA الگو 216
8-4 جایگاههای شناسایی پرایمازهای پروکاریوتی و ویروسی 216
8-5 برهمکنش توالی اختصاصی با پرایمازهای یوکاریوتی 218
8-6 مکانیسم سنتز پرایمر 218
8-6-1 اتصال سوبسترا و آغاز سنتز پرایمر 219
8-6-2 انتقال پرایمرها به DNA پلیمراز 220
8-7 ممانعت کننده‌ها 221
منابع 223
فصل نهم: نقش و ساختار پروتئین‌های کمکی در کمپلکس رپلیکاز 225
9-1 ساختار Sliding clamp 225
9-2 ‏Clamp loader یا کمپلکسDnaX 230
9-2-1 ساختار کریستالی کمپلکس γ3δδ´ 236
9-3 عناصر کلیدی مکانیسم باز نمودن حلقۀ β 244
9-4 RFC Clamp Loader 253
منابع 256
فصل دهم: DNA لیگاز 261
منابع 266
فصل یازدهم: هولوآنزیم و دینامیک رپلیزوم 267
11-1 سویچ میان پرایماز و DNA پلیمراز در رشته پیرو 269
11-2 تعمیم سویچ پرایماز ـ پلیمراز به یوکاریوت ها 273
11-3 سویچ بین Clamp loader و core Pol III 273
11-4 رپلیزوم یوکاریوتی 278
11-5 بالغ سازی و تکمیل قطعات اوکازاکی در سلولهای یوکاریوتی 282
منابع 285

فصل دوازدهم: آغاز همانندسازی DNA در پروکاریوتها و یوکاریوتها 287
12-1 مبدا همانندسازی در پروکاریوتها 287
12-2 ممانعت از آغاز همانندسازی مجدد 296
12-3 ارتباط همانندسازی باکتریها و سیکل سلولی 303
منابع 313
فصل سیزدهم: پایان همانندسازی DNA در پروکاریوتها و یوکاریوتها 315
13-1 پایان همانندسازی DNA در باکتریها 315
13-2 پایان همانندسازی DNA در یوکاریوتها 318
13-2-1 حفظ تلومر 319
13-2-2 ساختار تلومر 321
13-2-3 شواهدی مبنی بر وجود t-لوپ 324