Helicasa ADNB
DnaB helicasa es una enzima bacteriana que abre la horquilla de replicación durante la replicación del ADN. Aunque se desconoce el mecanismo por el cual DnaB acopla la hidrólisis de ATP a la translocación a lo largo del ADN y desnaturaliza el dúplex, se ha observado un cambio en la estructura cuaternaria de la proteína que implica la dimerización del dominio N-terminal y puede ocurrir durante el ciclo enzimático. Inicialmente, cuando DnaB se une a dnaA, se asocia con dnaC, un regulador negativo. Después de que DnaC se disocia, DnaB se une a dnaG.
El N-terminal tiene una estructura multihelicoidal que forma un haz ortogonal. El dominio C-terminal contiene un sitio de unión de ATP y, por lo tanto, es probablemente el sitio de hidrólisis de ATP.
En eucariotas, la función helicasa la proporciona el complejo MCM (mantenimiento de minicromosomas).
La DnaB helicasa es el producto del gen dnaB. La enzima helicasa que se produce es un hexámero en E. coli, así como en muchas otras bacterias. La energía para la actividad de DnaB la proporciona la hidrólisis de NTP. La energía mecánica mueve el DnaB hacia la bifurcación de replicación, dividiéndolo físicamente por la mitad.
E. coli adnB
En E. coli, dnaB es una proteína hexamérica de seis subunidades de 471 residuos, que forman una estructura en forma de anillo con triple simetría. Durante la replicación del ADN, la hebra rezagada de ADN se une al canal central de dnaB y la segunda hebra de ADN queda excluida. La unión de los dNTP provoca un cambio conformacional que permite que el dnaB se transloque a lo largo del ADN, forzando así mecánicamente la separación de las cadenas de ADN.
Mecanismo de inicio de replicación
En la fase de iniciación de la replicación participan al menos 10 enzimas o proteínas diferentes. Abren la hélice del ADN en el origen y establecen un complejo de precebado para reacciones posteriores. El componente crucial en el proceso de iniciación es la proteína DnaA, un miembro de la familia de proteínas AAA+ ATPasa (ATPasas asociadas con diversas actividades celulares). Muchas ATPasas AAA+, incluida la DnaA, forman oligómeros e hidrolizan el ATP con relativa lentitud. Esta hidrólisis de ATP actúa como un interruptor que media la interconversión de la proteína entre dos estados. En el caso del ADN, la forma unida a ATP está activa y la forma unida a ADP está inactiva.
Ocho moléculas de proteína DnaA, todas en estado unido a ATP, se ensamblan para formar un complejo helicoidal que abarca los sitios R e I en oriC. El ADNA tiene una mayor afinidad por los sitios R que los sitios I y se une a los sitios R igualmente bien en su forma unida a ATP o ADP. Los sitios I, que se unen sólo al DnaA unido a ATP, permiten la discriminación entre las formas activa e inactiva de DnaA. La estrecha envoltura derecha del ADN alrededor de este complejo introduce una superenrollamiento positiva eficaz. La cepa asociada en el ADN cercano conduce a la desnaturalización en el ADN 'DUE' rico en A:T. (Elemento de desenrollado del ADN). El complejo formado en el origen de la replicación también incluye varias proteínas de unión al ADN: Hu, IHF y FIS que facilitan la flexión del ADN.
La proteína DnaC, otra ATPasa AAA+, luego carga la proteína DnaB en las cadenas de ADN separadas en la región desnaturalizada. Un hexámero de DnaC, cada subunidad unida a ATP, forma un complejo estrecho con la helicasa DnaB hexamérica en forma de anillo. Esta interacción DnaC-DnaB abre el anillo DnaB, y el proceso se ve favorecido por una interacción adicional entre DnaB y DnaA. Dos de los hexámeros de DnaB en forma de anillo se cargan en el DUE, uno en cada cadena de ADN. El ATP unido al DnaC se hidroliza, liberando el DnaC y dejando el DnaB unido al ADN.
La carga de la helicasa DnaB es el paso clave en el inicio de la replicación. Como helicasa replicativa, DnaB migra a lo largo del ADN monocatenario en el segmento 5'→3' dirección, desenrollando el ADN a medida que viaja. Las helicasas DnaB cargadas en las dos cadenas de ADN viajan en direcciones opuestas, creando dos posibles bifurcaciones de replicación. Todas las demás proteínas en la bifurcación de replicación están unidas directa o indirectamente a DnaB.