Терминация.

Синтез ДНК продолжается до тех пор, пока не встретятся две репликативные вилки или когда репликативная вилка не подойдёт к концу молекулы ДНК в хромосоме. После встречи репликативных вилок, синтезированные дочерние цепи ДНК из соседних вилок соединяются ферментом. Сложнее происходит терминация в случае если репликативная вилка подошла к концу молекулы ДНК. Но и здесь репликацию прекращают специальные ферменты.

Коррекция (контроль) репликации.

При репликации ДНК происходит важный процесс коррекции вставляемых нуклеотидов (рис. 46). В область синтеза ДНК поступают все четыре нуклеотида (на рис. 46 они обозначены как «претенденты нуклеотиды»). ДНК полимераза отбирает нужного предшественника путём пробного спаривания его с нуклеотидом ДНК матрицы.

Правильность подобранного нуклеотида оценивается по нескольким параметрам, два из которых наиболее существенны. Во-первых, подобранный нуклеотид должен формировать столько же водородных связей, сколько и нуклеотид на матричной нити. Во-вторых, расстояние между сахарофосфатными остовами должно быть постоянно и должно соответствовать трём кольцам в двух основаниях (одно кольцо в одном основании и два кольца в другом (см. раздел 1). Если же претендент нуклеотид и нуклеотид в матрице будут содержать по два кольца в молекуле или по одному, то соединения не происходит.

Проверка правильного включения нуклеотида в растущую цепь производится дважды: один раз перед включением его в состав растущей цепи и второй раз перед включением следующего нуклеотида. После того как прошла проверка на совместимость нуклеиновых оснований, формируется связь в сахарофосфатном остове.

Конвариантная редупликация. как основа мутационной изменчивости.

Несмотря на высокую точность процессов репликации и эффективно работающую систему коррекции во вновь синтезированных нитях ДНК всегда имеются нарушения. Эти дефекты именуют чаще всего как «генные мутации». Подсчёты показали, что они происходят с частотой 1 ошибка на 10¹⁰ пар нуклеотидов. Редупликация, происходящая с ошибками носит название конвариантная редупликация.

В основе нарушений лежат самые различные причины. Например, высокая или наоборот очень низкая концентрация нуклеотидов в месте синтеза, спонтанная потеря пуриновых оснований (см. далее), дезаминирования цитозина, который превращается в урацил, под действие ультрафиолетового облучения, присутствия в месте синтеза химических мутагенов и т.д. Судьба возникших ошибок неоднозначна. Они могут быть исправлены репарационными процессами (см. далее). Это наиболее благоприятный для

клетки вариант. В некоторых случаях мутация в молекуле ДНК не исправляется. При этом возможны два варианта разворачивания событий.

Если повреждение молекулы ДНК затронуло функционально не активную область ДНК, то фенотипически такая ошибка не будет выявляться и, как правило, никаких тяжёлых последствий наблюдаться не будет. Иное дело если ошибка спаривания произошла в нуклеотидных последовательностях какого-либо гена. В этом случае вероятность появления фенотипических нарушений увеличивается. Это может привести к гибели клетки или целого организма. При этом вместе с погибшей клеткой элиминируется и дефект ДНК. И, наконец, следует учитывать, что генные мутации лежат в основе мутационной изменчивости. А она приводит к возникновению множественных аллелей, которые делают генофонд популяций более пластичным.

Сахарофосфатный остов

Водородные

связи

Т А

Г Ц

Дочерняя цепь

ДНК

А Т

Ц

А

Г

Ц

Матричная цепь ДНК Т

Претенденты нуклеотиды

Рис. 46. Схема подбора комплементарного основания к цитозиновому нуклеотиду (Ц). Среди претендентов с этим нуклеотидом совместим только гуаниновый нуклеотид (Г), т.к. он формирует три водородныё связи и имеет два пуриновых кольца.