In biologia molecolare , chiamiamo DNA clamp un motivo strutturale caratteristico di alcune proteine ed enzimi coinvolti nella replicazione del DNA e che favoriscono la promozione e la processività di questo processo. Costituente indispensabile del réplisome formato dall'oloenzima della DNA polimerasi III nei batteri , il morsetto si lega alla DNA polimerasi e impedisce la dissociazione del filamento di DNA per replicarsi. I morsetto -polymerase interazioni sono più intensi e più specifico rispetto delle interazioni dirette tra la polimerasi e lo Strand modello di DNA. Essendo quest'ultimo uno dei parametri limitanti della sintesi del DNA, la presenza di un tale morsetto del DNA aumenta notevolmente il numero di nucleotidi che una polimerasi è in grado di aggiungere a un filamento di DNA in crescita prima di dissociarsi dal filamento modello, fino a tre ordini di grandezza (fattore 1000) rispetto a una polimerasi non processuale.
Il morsetto è costituito da una serie di eliche α e fogli β assemblati per formare una struttura polimerica che circonda completamente la doppia elica del DNA mentre la polimerasi aggiunge nucleotidi al filo in crescita. Questa struttura si assembla sul DNA alla forcella di replicazione e scorre lungo il DNA mentre la polimerasi progredisce, uno strato di molecole d' acqua situate tra il DNA e la proteina che facilita il progresso del tutto. La doppia elica del DNA non può essere rilasciata dal morsetto senza scomporla in monomeri .
Tali morsetti si trovano in batteri , archaea , eucarioti e alcuni virus . Nei batteri, è un omodimero costituito da due subunità β della DNA polimerasi III , quindi è chiamato β clamp . Negli archaea e negli eucarioti, è un trimero composto da tre molecole di PCNA . Il fago T4 utilizza anche un morsetto , chiamato gp45, che è un trimero la cui struttura è simile a quella del PCNA ma la cui sequenza è comunque diversa sia dal PCNA che dal morsetto β .
Campo | proteine morsetto | Grado di aggregazione | DNA polimerasi associata |
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Batteri | Subunità β della DNA polimerasi III | Dimero | DNA polimerasi III |
Archaea | Archean PCNA | Trimer | DNA polimerasi ε |
Eucarioti | PCNA | Trimer | DNA polimerasi δ |
Virus | gp43 / gp45 | Trimer | Pol RB69 / Pol T4 |
I morsetti vengono caricati sul DNA per essere replicati da proteine specializzate chiamate "caricatori a morsetto ", che assicurano anche il loro smontaggio una volta completata la replicazione. I siti di legame per queste proteine iniziatori si sovrappongono ai siti di legame della DNA polimerasi , in modo che il morsetto non possa legare contemporaneamente sia il caricatore a morsetto che la polimerasi. Per questo motivo, la pinza non può essere smontata dal caricatore di pinze fintanto che rimane vincolata alla polimerasi.
I morsetti possono anche legarsi ad altri fattori coinvolti nell'omeostasi genomica come i fattori di assemblaggio dei nucleosomi , le ligasi del DNA dei frammenti di Okazaki e le proteine della riparazione del DNA . Tutte queste proteine condividono un sito di legame sul morsetto che si sovrappone a quello del caricatore del morsetto , quindi il morsetto non può essere dissociato fintanto che uno di questi enzimi rimane attivo sul DNA. Il funzionamento del caricatore a pinza richiede l' idrolisi di una molecola di ATP per chiudere la pinza attorno al DNA.