The Molecular Biology of Bacterial Virus Systems

این واقعیت که هیچ یک از DNA پلیمرازهای شناخته شده قادر به شروع زنجیره های DNA نیستند، بلکه فقط می توانند از یک گروه آزاد 3' -OH کشیده شوند، این مشکل را در مورد چگونگی شروع همانندسازی، هم در مبدا همانند سازی و هم در قطعات اوکازاکی، ایجاد می کند. اولین بار توسط A. KORNBERG و همکاران نشان داده شد. یک مکانیسم کلی برای شروع همانندسازی از طریق تشکیل یک آغازگر RNA است که توسط RNA پلیمرازها یا توسط یک کلاس جدید از آنزیم ها، پریمازها کاتالیز می شود (KORNBERG 1980). این مکانیسم که می‌تواند در مورد مولکول‌های DNA دایره‌ای یا DNAهای خطی که دایره‌ای می‌شوند یا ترکیب‌کننده‌ها را تشکیل می‌دهند، استفاده می‌شود، نمی‌توان در انتهای DNAهای خطی استفاده کرد زیرا پرایمر RNA از زنجیره DNA حذف می‌شود و هیچ راهی برای پر کردن وجود ندارد. شکاف ایجاد شده در انتهای 5' زنجیره DNA تازه سنتز شده. در برخی موارد، مولکول‌های DNA خطی حاوی یک توالی نوکلئوتیدی پالین درومیک در انتهای 3' هستند که امکان تشکیل ساختار سنجاق مو را فراهم می‌کند که گروه 3'-OH آزاد مورد نیاز را برای ازدیاد طول فراهم می‌کند. این مکانیسم که برای اولین بار توسط CAVALIER-SMITH (1974) برای تکثیر DNA یوکاریوتی پیشنهاد شد، نشان داده شد که در چندین سیستم انجام می شود (KORNBERG 1980، 1982). مکانیسم دیگر برای شروع همانندسازی عبارت است از تیک زدن خاص یکی از رشته‌های یک DNA دو رشته‌ای دایره‌ای، که یک گروه 3'-OH را برای ازدیاد طول تولید می‌کند (KORNBERG 1980).

The fact that none of the known DNA polymerases is able to initiate DNA chains but only to elongate from a free 3' -OH group raises the problem of how replication is initiated, both at the replication origin and on Okazaki frag­ ments. It was first shown by A. KORNBERG et al. that a general mechanism to initiate replication is through the formation of an RNA primer catalyzed by RNA polymerases or by a new class of enzymes, the primases (KORNBERG 1980). This mechanism, which can be used in the case of circular DNA molecules or linear DNAs that circularize or form concatemers, cannot be used at the ends of linear DNAs since the RNA primer is removed from the DNA chain, and there is no way of filling the gap resulting at the 5' -ends of the newly synthesized DNA chain. In some cases linear DNA molecules contain a palin­ dromic nucleotide sequence at the 3' -end that allows the formation of a hairpin structure which provides the needed free 3'-OH group for elongation. This mechanism, first proposed by CAVALIER-SMITH (1974) for eukaryotic DNA repli­ cation, was shown to take place in several systems (KORNBERG 1980, 1982). Another mechanism to initiate replication consists in the specific nicking of one of the strands of a circular double-stranded DNA, producing a 3'-OH group available for elongation (KORNBERG 1980).