Студопедия

Главная страница Случайная страница

Разделы сайта

АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника






Репликация ДНК: праймер






 

Одно из наиболее волнующих предвидений вытекающих из модели двойной спирали ДНК, предложенной Уотсоном и Криком, заключалось в выдвижении гипотезы о принципе репликации ДНК. Поскольку структура двойной спирали ДНК определяется комплементарным спариванием оснований, было бы логичным предположить существование ферментов впоследствии названных ДНК-полимеразами, которые, двигаясь по одиночной цепи ДНК и узнавая в ней основания, встраивали бы в соответствии с правилом комплементарности соответствующие нуклеотиды в растущую дочернюю цепь. Можно было также предположить, что для синтеза ДНК вполне достаточно участия только одного единственного фермента. В действительности процесс репликации ДНК в эукариотических клетках зависит от функционирования чрезвычайно сложно устроенной макромолекулярной «машины».

Перед тем, как перейти к рассмотрению механизма репликации ДНК у эукариот и ее регуляции необходимо ввести некоторую терминологию, описывающую геометрию реплицирующейся ДНК. Точное место в хромосомной ДНК, с которого начинается процесс репликации этой информационной молекулы, получило название точки начала двунаправленной репликации. Термин «двунаправленная» подразумевает существование двух белковых ансамблей аппарата репликации ДНК движущихся в противоположных направлениях от точки начала репликации. Каждый «ансамбль» репликативного аппарата вместе с ДНК, которая реплицируется, получил название репликативной вилки из-за того, что в месте репликации молекула материнской ДНК разделяется на две отдельные цепи.

 

В отличие от прокариот до настоящего времени так и не известно, движутся ли репликативные вилки при удвоении ДНК эукариот вдоль данной молекулы наподобие движения «трамвая» по «рельсам» или же репликативная «машина» расположена в фиксированном месте клетки (наподобие «фабрики» репликации E. coli) через которую протягивается ДНК для последующего удвоения.

Природа двунаправленной репликации ДНК ставит фундаментальную проблему процесса удвоения этой молекулы, поскольку во всех известных случаях синтез дезоксиполинуклеотидов происходит только в направлении 5/®3/. В этой основополагающей полимеразной реакции активированная трифосфатная группа в 5/-положении приходящего дезоксинуклеозидтрифосфата образует фосфодиэфирную связь с ОН-группой в 3/-положении остатка дезоксирибозы концевого нуклеотида растущей дочерней цепи ДНК. Репликация одной, так называемой лидирующей (или непрерывной) цепи, не составляет никаких проблем поскольку образование дочерней цепи ДНК происходит в направлении 5/®3/. Однако синтез другой дочерней цепи ДНК в силу антипараллельности цепей исходной (материнской) двухцепочечной ДНК должен обеспечиваться участием ДНК-полимеразы, способной синтезировать дезоксиполинуклеотидные цепи в противоположном направлении, т.е. в направлении 3/®5/. Многочисленные попытки обнаружить ДНК-полимеразу с 3/®5/-полимеразной активностью оказались безрезультатными. Вместо этого было установлено, что вторая – отстающая цепь синтезируется в виде целой серии коротких фрагментов. При этом каждый раз комплекс полимераза/праймаза (см. далее) инициирует синтез отстающей цепи ДНК путем создания РНК-праймеров. Затем полимераза синтезирует собственно фрагменты ДНК, размером 250 нуклеотидов или около того, и сама полимераза движется в противоположном по отношению к точке начала репликации направлении, соблюдая правильную полярность 5/®3/. Таким образом, синтез отстающей цепи ДНК происходит в направлении, противоположном движению репликативной вилки в целом. Синтез каждого фрагмента отстающей цепи приостанавливается, когда ДНК-полимераза достигает 5/-конца предыдущего фрагмента. Из сказанного следует, что отстающая цепь копируется дискретно с образованием фрагментов, получивших название фрагментов Оказаки. Ферменты, принимающие участие в репликации ДНК и основные события, происходящие в области репликативной вилки, рассматриваются более детально в последующих разделах.

 






© 2023 :: MyLektsii.ru :: Мои Лекции
Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав.
Копирование текстов разрешено только с указанием индексируемой ссылки на источник.