The combined DNA and RNA synthetic capabilities of archaeal DNA primase facilitate primer hand-off to the replicative DNA polymerase.
The combined DNA and RNA synthetic capabilities of archaeal DNA primase facilitate primer hand-off to the replicative DNA polymerase.
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DOI：
10.1038/s41467-022-28093-2
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发表时间：
2022-01-21
影响因子：
16.6
通讯作者：
Bell SD
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Greci MD;Dooher JD;Bell SD
复制型DNA聚合酶不能启动DNA从头合成，而是依赖于专用的RNA聚合酶，即引物，来产生一个短的引物。然后，DNA聚合酶将这一引物延伸。在不同的古生物物种中，人们很早就知道该底物酶具有合成RNA和DNA的能力。然而，这两种核酸合成模式与高产引物合成的相关性仍然是个谜。在目前的工作中，我们揭示了引物聚合DNA的能力在促进引物传递到复制的DNA聚合酶全酶方面具有双重作用。首先，它创建了一个5‘-RNA-DNA-3’杂交引物，作为复制DNA聚合酶延长的最佳底物。第二，它通过底物酶促进底物的释放。此外，模拟和实验数据表明，在延伸过程中，Primase随机结合了一个脱氧核苷酸，这将Primase切换到一个专用的DNA合成模式聚合酶。DNA聚合酶在传递给DNA聚合酶继续复制之前，会先启动一条短引子。在这里，作者揭示了古细菌引物的一种独特能力，即首先合成RNA，然后随机加入脱氧核苷酸，并进一步将引物延伸为DNA。
Replicative DNA polymerases cannot initiate DNA synthesis de novo and rely on dedicated RNA polymerases, primases, to generate a short primer. This primer is then extended by the DNA polymerase. In diverse archaeal species, the primase has long been known to have the ability to synthesize both RNA and DNA. However, the relevance of these dual nucleic acid synthetic modes for productive primer synthesis has remained enigmatic. In the current work, we reveal that the ability of primase to polymerize DNA serves dual roles in promoting the hand-off of the primer to the replicative DNA polymerase holoenzyme. First, it creates a 5′-RNA-DNA-3′ hybrid primer which serves as an optimal substrate for elongation by the replicative DNA polymerase. Second, it promotes primer release by primase. Furthermore, modeling and experimental data indicate that primase incorporates a deoxyribonucleotide stochastically during elongation and that this switches the primase into a dedicated DNA synthetic mode polymerase. DNA primases initiate a short primer before handing off to DNA polymerases to continue replication. Here the authors reveal a unique ability of archaeal primases to first synthesize RNA before stochastically incorporating a deoxyribonucleotide and further extending the primer as DNA.
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DOI：
10.1074/jbc.m115.662841
发表时间：
2015-09-04
期刊：
The Journal of biological chemistry
影响因子：
--
作者：
Schermerhorn KM;Gardner AF
通讯作者：
Gardner AF
DOI：
10.1016/j.bbapap.2009.07.021
发表时间：
2010-05
期刊：
Biochimica et biophysica acta
影响因子：
--
作者：
Joyce CM
通讯作者：
Joyce CM
影响因子：
5.2
作者：
Feng, Xu;Liu, Xiaotong;She, Qunxin
通讯作者：
She, Qunxin
影响因子：
8.8
作者：
Liew LP;Lim ZY;Cohen M;Kong Z;Marjavaara L;Chabes A;Bell SD
通讯作者：
Bell SD
影响因子：
5.6
作者：
Kazlauskas D;Sezonov G;Charpin N;Venclovas Č;Forterre P;Krupovic M
通讯作者：
Krupovic M