Реплікація ДНК

ініціація реплікації, називається крапкою почала реплікації (точкою ori). Утворення репликативних вилок відбувається в двох напрямах (двонаправлена реплікація) і їх вони потім рухаються до зустрічі з іншою вилкою або з кінцем матриці. В деяких випадках спостерігається рух тільки однієї вилки, тоді як друга є стаціонарною (однонаправлена реплікація). У прокаріот на нуклеоїді знаходиться зазвичай тільки одна точка ori, тоді як у еукаріот їх багато (наприклад, у дріжджів порядка 500), розташованих на хромосомі на відстані 20-35 т. п. н. Ділянка між двома точками ori отримала назву реплікон. Швидкість реплікації у прокаріот складає порядка 1000-2000 нуклеотидов в секунду, у еукаріот нижче із-за нуклеосомной організації хроматину (10-200 нуклеотидов в секунду). Швидкість реплікації всієї молекули ДНК (або хромосоми) залежить від числа і розташування точок ori.

Синтез ДНК в репликативной вилці проходить таким чином. Ланцюги синтезуються в результаті приєднання 5-дезоксинуклеотидильних одиниць дезоксирибонуклеотидтрифосфатов до 3-гідроксильного кінця вже наявного ланцюга (праймер, приманка). За один акт реплікації праймерная ланцюг подовжується на один нуклеотид, при цьому одночасно віддаляється один залишок пирофосфата. Ланцюги синтезуються у напрямі 53 уздовж матричного ланцюга, орієнтованого в протилежному, 35, напрямі. Синтез Ланцюгів у зворотному напрямі не відбувається ніколи, ланцюги, що тому синтезуються, в кожній репликативной вилці винні рости в протилежних напрямах. Синтез одного ланцюга(ведучою, що лідирує) відбувається безперервно, а інший (що відстає) імпульсами. Такий механізм реплікації називається напівбезперервним. Провідний ланцюг росте від 5- до 3-концу у напрямі руху репликативной вилки і потребує тільки одного акту ініціації. Зростання відстаючого ланцюга також йде від 5- до 3-концу, але в напрямі протилежному руху репликативной вилки. Для синтезу відстаючого ланцюга повинне відбутися декілька актів ініціації, внаслідок чого утворюється безліч коротких ланцюгів, званих фрагменти Оказаки на честь їх ученого, що відкрив, - Р

Оказаки. Розміри їх: 1000-2000 нуклеотидов у прокаріот, 100-200 нуклеотидов у еукаріот. У міру руху репликативной вилки кінці сусідніх фрагментів Оказаки з'єднуються з утворенням безперервного відстаючого ланцюга. Механізми ініціації реплікації в точці ori і при утворенні фрагментів Оказаки в принципі аналогічні. У обох випадках відбувається утворення РНК- приманок (довжиною 10-12 нуклеотидов), компліментарних матричною ДНК, у вигляді продовження яких синтезується новий ланцюг ДНК. Надалі короткі вставки РНК заміщаються сегментами ДНК, яка потім об'єднується з утворенням безперервних ланцюгів.

 Основні ферменти реплікації.

 Реплікація є ферментативним процесом, а не спонтанним як спочатку припускали Уотсона і Крик. У реплікації беруть участь наступні основні групи ферментів.

ДНК-полимерази. Ферменти, які дізнаються нуклеотид материнського ланцюга, зв'язують компліментарний нуклеозидтрифосфат і приєднують його до 3-концу ланцюга 5-концом, що росте. В результаті утворюється 5-3-диефирная зв'язок, вивільняється пирофосфат і ланцюг, що росте, подовжується на один нуклеотид. Таким чином, ДНК-полимераза рухається від 3- до 5-концу молекули материнської ДНК, синтезуючи новий ланцюг. ДНК-полимеразе для роботи потрібний праймер (тобто 3-ОН група для приєднання нового нуклеотида) і матриця, що детермінує приєднання потрібного нуклеотида. ДНК-полимерази крім полімеразної активності, мають екзонуклеазную активність, вони здібні до гідролізу фосфодиефирних зв'язків в одному ланцюзі ДНК або на не спареному кінці дуплексної ДНК. За один акт віддаляється один нуклеотид, починаючи з 3-конца ланцюга (3-5-екзонуклеаза) або з 5-конца ланцюга дуплексної ДНК (5-3-екзонуклеаза). Ці різні активності властиві різним сайтам поліпептидного ланцюга ДНК-полимераз. 3-5-екзонуклеазная активність забезпечує контроль за приєднанням кожного нуклеотида і видалення помилкових нуклеотидов з кінця ланцюга, що росте. Вся ДНК-полимерази

1 2 3 4 5 6