репликация днк. 12. Синтез днк (репликация) Репликация днк
 Скачать 451.1 Kb.
|
|
12. Синтез ДНК (репликация) Репликация ДНК – это молекулярный процесс точного копирования молекул ДНК (ее нуклеотидной последовательности). С помощью механизма репликации происходит точная передача генетической информации от клетки к клетке и, таким образом, все клетки многоклеточного организма являются носителями одной и той же наследственной информации. Процесс синтеза ДНК сопровождается множеством событий и является, как правило, точным. Из одной молекулы ДНК синтезируются две идентичные дочерние молекулы. Этот процесс становится возможным благодаря структурным особенностям молекулы ДНК: двухцепочечная структура; комплементарность и антипараллельность. Основными характеристиками репликации являются: синтез ДНК является полуконсервативным, так как каждая цепь служит матрицей для синтеза дочерней цепи; репликация носит двунаправленный характер; синтез новой цепи осуществляется только в направлении 5'→3'; в репликации участвует значительное количество белковых факторов. Аппарат репликации включает ДНК–матрицу с точкой инициации, нуклеозидтрифосфаты и белки, участвующие в деспирализации двухцепочечной молекулы ДНК, в инициации репликации, в полимеризации нуклеотидов и др. Точка начала репликации Точка начала репликации представлена специфичной последовательностью нуклеотидов, которая называется автономной последовательностью репликации, точкой ori. Участок ДНК который содержит точку ori который способен к независимой репликации называется репликон. У прокариот точка инициации фиксирована на плазматической мембране, а у эукариот она фиксируется с помощью металлопротеидов к белковой оси хромосом (SAR).  Белки аппарата репликации В репликации ДНК участвует большое количество белковых факторов и ферментов ДНК-геликазы осуществляют деспирализацию и де- натурацию участка ДНК с использованием энергии гидро- лиза АТФ и образование репликационной вилки. В связи с наличием двух репликационных вилок, существуют две ге- ликазы, которые передвигаются в разных направлениях от точки инициации репликации. Праймаза – фермент, который инициирует синтез ДНК за счет синтеза небольшого фрагмента, состоящего из 11-12 рибонуклеотидов, - праймера или затравки (РНК- праймер). Геликаза совместно с праймазой образует ком- плекс - праймосома. Топоизомераза I разрывает только одну из двух це- пей двойной спирали ДНК, расщепляя фосфодиэфирные связи, что предупреждает суперспирализацию молекулы Топоизомераза II ковалентно связывается с обеими цепями двойной спирали ДНК и вносит в нее на время двухцепочечный разрыв.  Белки, связывающиеся с одноцепочечной ДНК (SSB – белки), это факторы, стабилизирующие одноцепо- чечную ДНК в области денатурации и препятствующие комплементарному спариванию двух цепей или различных участков одной и той же цепи, имеющих палиндромные по- следовательности. ДНК-полимеразы - ферменты, способные синтези- ровать новые цепи ДНК с матричной цепи. Было обнаруже- но три класса полимераз у прокариот (I, II, III) и полимера- зы α, β, γ, δ, ε у эукариот. Полимеразная активность характеризуется следую- щими особенностями: синтез осуществляется только в направлении 5'→3' сприсоединением нуклеотидов к группе 3'-ОН пентозы чтение матрицы происходит только в направлении 3'→5'; для синтеза используются предшественники трифосфатов, которые теряют во время реакции две фосфатные группы; ДНК-полимераза не может начать синтез новой полинуклеотидной цепи, а способна только добавлять новые нуклеотиды к существующей цепи или к РНК-праймеру. ДНК-лигаза – это фермент, связывающий участки вновь синтезированной ДНК, посредством образования Этапы репликации 1 Инициация включает следующие процессы: присоединение реплисомы к точке инициации реплика- ции и деспирализация участка двойной спирали ДНК ге- ликазами; синтез РНК-праймеров ферментом праймазой, выпол- няющей функции РНК-полимеразы; присоединение дезоксирибонуклеотидов, тарных матрице, к 3'-концу праймера ДНК-полимеразой. 2 Элонгация характеризуется удлинением вновь синтезируемых цепей, полимеразой, входящей в состав реплисомы, во время ее продвижения по матрице: непрерывный рост лидирующей цепи; прерывистый синтез фрагментов Оказаки на отстающей цепи; контроль ошибок спаривания оснований во время ре- пликации и их исправление при помощи 3'→5' экзо- нуклеазы из состава ДНК-полимеразы. 3 Терминация включает следующие процессы: удаление РНК-праймеров 5'→3' экзонуклеазой, пред- ставляющей собой субъединицу ДНК-полимеразы; заполнение недостающих участков ДНК-полимеразой; связывание фрагментов вновь синтезированной ДНК с помощью лигаз. |