Биосинтез днк (репликация)

Схема синтеза

Инициация. К одноцепочечному фрагменту ДНК в момент распаривания биспиральной структуры в результате флуктуации присоединяются ДНК-связывающий белок, ДНК-раскручивающий белок, ДНК-полимеразный комплекс, ДНК-зависимая РНК-полимераза (праймаза), а также комплекс белковых факторов, называемый праймосомой и обеспечивающий продвижение репликативной вилки, ее пространственную организацию и функционирование. Возникает репликативный комплекс ферментов и белковых факторов и формируется репликативная вилка.

На материнской цепи ДНК при участии праймазы создается затравочный олигонуклеотид – праймер. Затем в синтез включается ДНК-полимераза III, при посредстве которой на материнской цепи ДНК синтезируется дочерняя цепь.

Элонгация. Процесс полимеризации идет только в направлении 5'  3'. Обе цепи реплицируются одновременно. Их синтез идет в противоположных направлениях.

Синтез ведущей цепи ДНК осуществляется непрерывно. Другая растущая цепь (отстающая) образуется в направлении, обратном движению репликационной вилки.

Синтез происходит фрагментарно. Эти фрагменты получили название фрагментов Оказаки.

Элонгация завершается отделением олигорибонуклеотидных праймеров и замещением свободных мест комплементарными дезоксирибонуклеотидами под действием ДНК-полимеразы I. Отдельные фрагменты ДНК объединяются при помощи ДНК-лигаз.

Репликация начинается в участках ДНК, имеющих определенную нуклеотидную последовательность и называемых ориджинами. Ориджины расположены в молекуле ДНК примерно через каждые 100 000 нм.

Участок ДНК между соседними ориджинами называют репликоном. Каждый репликон реплицируется двумя репликативными комплексами, движущимися навстречу друг другу.

Терминация. Предполагают, что прекращение репликации ДНК программируется особой нуклеотидной последовательностью.

Синтез днк на матрице рнк

Выдающимся достижением биохимии нуклеиновых кислот является открытие в составе онковирусов фермента обратной транскриптазы, или ревертазы (РНК-зависимая ДНК-полимераза), катализирующего биосинтез молекулы ДНК на матрице РНК. Ревертаза нуждается в праймере, роль которого может играть тРНК.

На I этапе фермент ревертаза синтезирует на матрице вирусной РНК комплементарную цепь ДНК. Образуется гибридная молекула. Синтезированная ДНК имеет небольшую молекулярную массу.

II этап - разрушение исходной вирусной РНК.

На III этапе на матрице цепи ДНК комплементарно синтезируются новые цепи ДНК.

Открытие обратной транскриптазы указывает на возможность передачи наследственной информации от РНК на ДНК, не подчиняясь основному постулату (поток информации идет только в одном направлении). Ревертаза нашла применение в молекулярной биологии для синтеза генов и фрагментов генов и, как следствие этого, в генетической инженерии, для расшифровки первичной структуры РНК и белков.

На схеме стрелки вокруг ДНК и РНК указывают на возможность молекул копировать самих себя в живых системах при участии соответствующих ферментов.