30. Общая характеристика этапов репликации

Реплика́ция —процесс синтеза дочерней молекулы ДНК на матрице родительской молекулы ДНК. В ходе последующего деления материнской клетки каждая дочерняя клетка получает по одной копии мол.ДНК,которая явл.идентичной ДНК исходной материнской клетки. Процесс обеспечивает точную передачу генетич.информации из поколения в поколение. Репликацию ДНК осуществляет сложный ферментный комплекс, состоящий из 15-20 р-ных белков-реплисома. Принципиально, чтобы к моменту деления ДНК была реплицирована полностью и при этом только 1 раз. Это обеспеч-ся определёнными механизмами регуляции репликации ДНК. Репликация проходит в 3 этапа: инициация репликации, элонгация, терминация репликации.

1.Инициация. Репликация нач-ся с возникновения репликативной точки-имеет специфическую последоват-ть богатую парами А-Т. К ней присоединяются спец.распознающие белки, кот.обеспечивают присоединение хеликазы и топоизомеразы (гиразы) и запускают процесс репликации. Хеликаза расплетает ДНК на две цепи. Образуется репликативная вилка. Молекула ДНК жестко закреплена на ядерном матриксе и не м.свободно вращаться при расплетании какого-либо участка. Это блокирует продвижение хеликазы по цепи. Топоизомераза надрезает нити ДНК и снимает стр-рное напряжение. В одной репликативной вилке действуют 2 хеликазы, кот.движутся в противоположных направлениях. Разделенные цепи фиксируются ДНК-связывающими белками.Участки формирования репликативной вилки называются «точками ori». У эукариот одновременно образуется тысячи вилок-обеспечивает высокую скор.репликации

2.Элонгация ДНК происходит неодинаково для двух ее цепей. ДНК- полимераза III прокариот и δ- или α-ДНК-полимеразы эукариот осуществляют синтез лишь в направлении 5’>3’-лидирующая цепь. ДНК-полимераза III или δ-полимераза непрерывно присоединяют к ней комплементарные нуклеотиды. Цепь с полярностью 3’>5’ - отстающая и достраивается по частям (в направлении 5’>3’). α-ДНК-полимераза (или ДНК-полимераза III) синтезирует на этом цепи короткие участки - фрагменты Оказаки. Синтез фрагментов Оказаки и лидирующей цепи начинается с образования РНК-праймеров (затравок) длиной 10-15 рибонуклеотидов ферментом праймазой (РНК-полимеразой). Ни одна из ДНК- полимераз не способна начать синтез ДНК с нуля, а может лишь достраивать существующую цепь. Параллельно с образованием лидирующей цепи или фрагментов Оказаки происходит удаление рибонуклеотидов из праймеров и замена их нуклеотидами ДНК (при участии β-ДНК-полимеразы, которая имеет как экзонуклеазную, так и полимеразную активность).

3.Терминация (завершение)репликации происходит, когда пробелы между фрагментами Оказаки заполнятся нуклеотидами (при участии ДНК-лигазы) с образованием двух непрерывных двойных цепей ДНК и когда встретятся 2 репликативн.вилки. Затем происх.закручивание синтезированных ДНК с образованием суперспиралей. Правильность репликации обеспечивается точным соответствием комплементарн. пар оснований и действием ДНК-полимераз, которые обладают кроме полимеразной, еще и экзонуклеазной активностью и способны распознавать и исправлять ошибки. Поэтому процесс репликации является высокоточным.