端粒酶进行性核苷酸与重复序列添加模型

本文提出了一个描述端粒酶进行性核苷酸添加和重复序列添加过程的模型。在该模型中，进行性核苷酸添加基于两个要求实现：一是茎环 IV (stem IV loop) 促进核苷酸掺入的化学反应；二是在聚合酶位点附近存在一个单链 RNA 结合位点，该位点对模板未配对碱基具有高亲和力。核苷酸掺入后，与模板最后一个碱基配对的 DNA:RNA 杂合链解链是重复序列添加进行性的前提，这一过程由作用于引物的力引起。该力源于茎环 III 假结 (stem III pseudoknot) 的展开，而后者是由茎环 IV 向结合核苷酸的聚合酶位点摆动所诱导的。基于该模型，定量研究了四膜虫 (Tetrahymena) 端粒酶进行性核苷酸添加和重复序列添加的动力学，对先前的实验结果给出了良好的解释。此外，还提出了一些预测。特别是，预测重复序列添加的进行性主要取决于破坏 DNA:RNA 杂合链所需自由能与展开茎环 III 假结所需自由能之间的差异，差异大对应低的重复序列添加进行性，而差异小对应高的重复序列添加进行性。