Репликация

Репликация (удвоение) ДНК осуществляется на основе комплементарности, так как каждая из двух новых цепей тоже является комплементарной родительской цепи. При репликации ДНК цепи разделяются и каждое пуриновое и пиримидиновое основание притягивает к себе комплементарный свободный нуклеотид и удерживает его с помощью водородных связей. Затем нуклеотиды сшиваются вместе за счет образования фосфодиэфирных связей между соседними остатками дезоксирибозы, образуя новую полинуклеотидную молекулу. В результате образуются две молекулы ДНК, состоящие из одной родительской и одной вновь синтезированной цепи (рис. 24).

ДНК бактерий и многих вирусов представляет собой кольцевую молекулу, она реплицируется, оставаясь в кольцевой форме. При этом репликация происходит в двух направлениях, т.е. образуются две репликативные вилки. Обе вилки возникают в одной точке и удаляются от нее в обоих направлениях одновременно, пока снова не встретятся в одной точке. В этой точке два полностью синтезированных дочерних полинуклеотидных кольца разделяются.

Рис. 24. Синтез комплементарной цепи ДНК

Репликация ДНК – сложный процесс, требующий большого числа ферментов. Например, с помощью фермента геликазы, разрывающего водородные связи, двойная спираль ДНК расплетается в точках начала репликации. Однако основную роль играет ДНК-полимераза, которая последовательно присоединяет новые звенья к растущей полинуклеотидной цепи в соответствии с принципом комплементарности и катализирует образование фосфодиэфирных связей.

У бактерий репликация ДНК начинается в особой точке – точке начала (сайт инициации) репликации. В ДНК эукариот существует несколько таких сайтов, и репликация может начинаться в каждом из них. Образующиеся сегменты эукариотической ДНК сшиваются друг с другом с помощью особых ферментов.