Терминация

В конечном итоге две репликативные вилки кольцевой хромосомы E. coli встречаются в области терминатора, который представляет собой последовательность, состоящую из множества повторов, построенных из 20 пар оснований и обозначаемую символом Ter (от слова terminus). Присутствие Ter-последовательности в хромосоме E. coli формирует своеобразную «ловушку», в которую репликативная вилка может попасть, но не может ее покинуть. Механизм функционирования Ter-последовательности заключается в том, что она является сайтом связывания специфическо белка называемого Tus (terminus utilization substance). Комплекс Tus-Ter способен замедлить движение репликативной вилки только в одном направлении. В цикле удвоения ДНК в качестве терминатора действует только один комплекс Tus-Ter, при этом данный комплекс сначала сталкивается с любой репликативной вилкой. Когда любая из двух репликативных вилок наталкивается на функционально активный комплекс Tus-Ter, она приостанавливается, вторая репликативная вилка останавливается при встрече с первой (захваченной) вилкой. Несколько сотен последних пар оснований расположенных между двумя встретившимися крупными ферментными комплексами удваиваются с помощью еще неизвестного способа, завершая тем самым образование двух топологически сцепленных кольцевых хромосом – катенанов. Разделение катенанов осуществляет ДНК-топоизомераза IV, которая относится к ДНК-топоизомеразам типа II и является продуктом экспрессии генов parC и parD.

Организация репликации ДНК в клетках E. coli

Процесс репликации кольцевой хромосомы в клетках E. coli строго упорядочен, а ферментная система, ответственная за удвоение молекулы ДНК отличается высокой степенью организованности. Действительно, после инициации процесса удвоения ДНК в точке начала репликации две сформированные реплисомы не расходятся в противоположные стороны вдоль молекулы ДНК. Вместо этого реплисомы объединяются в единую структуру, которая взаимодействует со специфическим участком на внутренней поверхности бактериальной плазматической мембраны и ДНК-субстрат протаскивается через такую «репликационную фабрику». Место прикрепления двух реплисом располагается в центре удлиненной бактериальной клетки. После инициации каждая из вновь образованных точек начала репликации оказывается в своей части клетки, и продолжающееся удвоение ДНК вытесняет вновь образующиеся хромосомы в те же части клетки. Тщательно разработанная пространственная организация реплицирования хромосом гармонично функционирует и весь процесс в целом поддерживается участием многих специфических белков, в том числе ДНК-топоизомераз. Как только репликация терминируется, бактериальная клетка приступает к делению при этом две новые хромосомы, каждая из которых изолирована в своей части исходной клетки точно распределяются между дочерними клетками.

II. Репликация днк эукариот

Точное воспроизведение последовательности нуклеотидов в ДНК в ходе удвоения данной информационной молекулы является ключевым событием для размножения и выживания клеток, происходящее в течение S-фазы (фазы синтеза ДНК) клеточного цикла. Этот раздел курса лекций начинается с краткого «букваря» по вопросам репликации у эукариот и далее рассматривает ее регуляцию. Кроме того, в данном разделе приводится описание белков, которые связываются с точкой начала репликации и обеспечивают условия при которых, каждый регион эукариотической ДНК реплицируется один и только один раз в течение клеточного цикла. В заключение обсуждаются вопросы, посвященные рассмотрению влияния структуры ядра на процесс репликации.