ローリングサークル型複製とは? わかりやすく解説

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ローリングサークル型複製

出典: フリー百科事典『ウィキペディア(Wikipedia)』 (2022/01/06 09:03 UTC 版)

DNA複製」の記事における「ローリングサークル型複製」の解説

一部環状DNAはローリングサークル型複製と呼ばれる特殊な機構複製される一般的に1本鎖環状DNAゲノムとするファージが行う。 大腸菌ファージφX174の場合紹介する複製開始されたとき、DNA二重らせんとなる。このときの二本鎖DNA状態を複製型 (replicative formRF I) と呼ぶ。複製型のうち、もともとのゲノムを(+)鎖、新しく合成された方を(-)鎖に呼び分ける。まず、エンドヌクレアーゼのAタンパク質が (+)鎖の複製起点ニック(切れ目)を入れる。この後、Aタンパク質ニック5'末端に残る。このように、dsDNAにニック入れ生じた5‘末端結合する酵素をリラクセーズ(弛緩酵素、relaxase)と呼ぶ。さて、ニックの3’末端は(+)鎖伸長のためのプライマーとなり、(-)鎖を鋳型として新たなssDNA合成されていく。それに追い出されるように、対岸の5’末端側は伸長に連れてどんどん(-)鎖から離れる(この(+)鎖のssDNAテールと呼ぶ)。やがて娘鎖の伸長一周して複製起点到達する。このとき、娘鎖は親鎖と同じ長さ、すなわち(+)鎖全体テールとなるが、テール末端のAタンパク質は再び複製起点認識して(+)鎖を娘鎖から切り離す。実はAタンパク質5'末端同時に3'末端にも連結しており、複製フォーク複製起点を過ぎるころ、すなわちちょう一周した時にはAタンパク質複製起点近く存在する(-)鎖からも離れ遊離した(+)鎖は環状となり、ゲノムDNA複製される。娘鎖と(-)鎖の二本鎖はその後複製DNAとして使い回され、同じ方法複製続いて(+)鎖のコピー多数生成される。ローリングサークル型複製の名前は、娘鎖の伸長の際に二本部分反時計回り回転し、(+)鎖が引き出されているように見えることから名づけられた。この様子は、まるでトイレットペーパーロールが床に転がってほどけるようである。ギリシャ文字のσにも似ており、ローリングサークル型複製はσ型複製とも呼ばれる次にλファージ場合紹介するλファージはローリングサークル型複製を二本鎖DNA複製利用するDNA複製初期段階では、θ型の複製(前項#複製機構解説されている通常の方式則った環状DNA複製)により環状DNAコピーいくつか生じる。しかし、ここで作られる環状DNAλファージ頭部取り込むことができない。そこで、これらを鋳型にしてローリングサークル型複製を行い直鎖DNA作られる。このときのローリングサークル型複製は半不連続的である。鋳型環状DNAから直接複製されDNAリーディング鎖として連続的に伸長し鋳型の数倍の長さにまでなる。そのリーディング鎖鋳型に、ラギング鎖としてさらにDNA断片合成されていく。こうして新生された直鎖dsDNAをコンカテマー (concatemer) と呼ぶ。コンカテマーは1ゲノム分に切り出され二本鎖の娘鎖がファージ頭部導入される

※この「ローリングサークル型複製」の解説は、「DNA複製」の解説の一部です。
「ローリングサークル型複製」を含む「DNA複製」の記事については、「DNA複製」の概要を参照ください。

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