35. Способы репликации различных геномов

1. Репликация по типу глазка или θ-структуры (для кольцевых геномов).

2. Репликация по типу множественных глазков при репликации хромосом эукариотических организмов.

3. Репликация по типу катящегося рулона (для хромосомы E.coli во время конъюгации, для геномов бактериофагов и многих вирусов).

4. Репликация по типу D-петли (репликация ДНК хлоропластов и митохондрий).

5. Репликации теломерных концов у эукариотических организмов.

36. Строение геномов прокариотических организмови особенности их репликации

Геном- полная генетич.система клетки, которая обеспечивает передачу в ряду поколений всех ее свойств, как структурных, так и ф-циональных. Основной чертой молекулярной организации прокариот явля­ется отсутствие в их клетках ядра, отгороженного ядерной мемб­раной от цитоплазмы. Отсутствие ядра явл.лишь внешним проявлением особой организации генома у прокариот. Геном прокариот построен очень компактно. Количество неко­дирующих последовательностей нуклеотидов минимально. Мно­гие механизмы регуляции экспрессии генов, использующиеся у эукариот, никогда не встречаются у прокариот. Простота строе­ния генома прокариот объясняется их упрощенным жизненным циклом. Геном больш-ва прокариот представлен одиночной хромосомой, которая представляет собой кольцевую молекулу ДНК. Помимо хромосомы, в клетках бактерий часто находятся плазмиды — также замкнутые в кольцо ДНК, способные к независимой репликации. У ряда бактерий, относящихся к различным филогенетическ. группам, обнаружено линейное строение как хромосомы, так и плазмид.

Репликация кольцевой ДНК у прокариот начинается в локусе ORIC , заканчивается в области TerC.Инициатором репликации является белок DnaA.Репликацию ДНК осуществляет реплисома- динамичный мультисубъединичный белковый комплекс.Взаимод-вие субъединиц ДНК -полимеразы III с др.белками реплисомы увеличивает скорость и процессивность фермента . Репликация происходит в направлении 5 '3' , одной цепи ( лидирующей ) неперерывно , другой (отстающей ) - прерывисто.Репликация отстающей цепи включает дополнительные этапы : узнавание сайтов связывания праймазы , синтез праймеров , синтез фрагментов Оказаки , диссоциацию полимеразы , удаление праймеров , лигирование . Обе цепи реплицируются синхронно , что достигается взаимодействием ДНК - геликазы , ДНК - праймазы и ДНК - полимеразы и торможением синтеза лидирующей цепи во время синтеза праймеров

37. Строение геномов вирусов и особенности их репликации. Геном вирусов м.б.представлен одноцепочечными или двухцепоч. ДНК или РНК. Гены вирусов м.б.заключены в одной хромосоме или разделены на несколько блоков (хромосом) , которые все вместе и составляют геном таких вирусов. Напр,у ретвирусов геном представлен двухцепоч.РНК и состоит из десяти сегментов. Геномы вирусов, содержащих одноцепоч.РНК, также м.быть либо цельными(у ретровирусов )либо сегментироваными(у аренавирусов). Геном РНК-содержащих вирусов представлен только линейными молекулами РНК. Все известные ДНК- содержащие вирусы позвоночных имеют геном, заключенный в одной хромосоме, линейной или кольцевой, одно- или двухцепочечной. Репликация геномов вирусов ДНК-геномы реплицируются клеточными или вирусоспецифическими ДНК-полимеразами. РНК-геномы реплицируются вирусоспецифическими РНК-полимеразами, которые также являются и транскриптазами. Репликация вирусных геномов происходит или одновременно с транскрипцией, или эти два процесса разделены во времени. Механизмы репликации геномов вирусов многообразны и определяются видом генома. Существует три модели репликации – полуконсервативная, консервативная и дисперсная. Консервативная и дисперсная модели репликации нуклеиновых кислот установлены только у вирусов. Полуконсервативная модель предполагает, что после первого раунда репликации одна цепь в каждой из двух дочерних молекул является родительской, другая – синтезируемой заново. По такой схеме реплицируются двунитевыеДНК-геномы вирусов. При реализации консервативной модели репликации одна дочерняя молекула состоит из двух родительских цепей, а другая – из вновь синтезированных цепей. Согласно консервативной модели реплицируются двунитевые РНК ротавирусов .ДНК-содержащие вирусы, реплицирующиеся таким образом, неизвестны. Дисперсная модель репликации приводит к образованию молекулы нуклеиновой к-ты, состоящей из фрагментов, как родительских цепей,так и вновь синтезированных.

38. Строение геномов эукариот и особенности их репликации Геном эукариот.Для клеток эукариот хар-но наличие оформлен. ядра. Информационной макромолекулой их генома явл.ДНК, ко­т. неравномерно распределена по неск.хромосомам в виде комплексов с многочисл.белками. Жизненно важная генетическая информация заключена и во внехромосомных молекулах ДНК. У эукариот — это ДНК хлоропластов, митохондрий и других пластид. Геном эукариот обладает избы­точностью. Эукариотическая клетка содержит во много раз больше генов, чем прокариотическая. Большая часть их геномной ДНК представлена некодирующими пос­ледоват-тями нуклеотидов. У эукариот около 5% ДНК составляют экзоны (участки гена, кодирующие белок), 25% – интроны (участки гена, которые транскрибируются, но затем удаляются при сплайсинге), а остальные 70% составляют спейсеры – нетранскрибируемые участки ДНК между генами.Особенности репликации у эукариот.Инициация репликации. Репликация начинается на определённом сайте молекулы ДНК, точке начала репликации или ori-сайте. В этой точке двойная спираль ДНК расплетается с образованием двух репликативных вилок, которые движутся по направлению друг к другу .В формировании репликативных вилок участвуют ДНК-топоизоимеразы и ДНК-хеликазы. По окончанию формирования репликативной вилки фермент ликвидирует разрыв и отделяется от ДНК.Разрыв водородных связей в двуцепочечной молекуле ДНК осуществляет фермент ДНК-хеликаза. Для этого фермент использует энергию макроэргических связей АТФ. В результате происходит раскручивание суперпсиральтной структуры ДНК в поддержании такой структуры участвуют SSB-белки. Эти белки не закрывают азотистых оснований и  не препятствуют репликации.Элонгация – продолжение репликации. Репликация ДНК осуществляется ДНК-зависимыми ДНК-полимеразами.Субстартами для синтеза новой цепи ДНК являются дезоксинуклеозидтрифосфаты.. Эти же соединения служат источниками энергии. На образование каждой связи расходуются две макроэргические связи. В процессе также участвуют ионы магния, нейтрализуя отрицательный заряд нуклеотидов.У эукариот принимают участие 5 ДНК полимераз (α, β, γ, δ, ε), которые различаются по числу субъединиц, молекулярной массе, способности взаимодействовать с другими белками и функциональному назначению. Полимеразы β, δ и ε не могут начинать образование дочерней ДНК, т.к. не имеют сродства к одиночной цепи ДНК. Начинает репликацию полимераза α, которая синтезирует небольшой фрагмент РНК-праймер и далее примерно 60 нуклеотидных остатков ДНК. Образующийся небольшой двухцепочечный фрагмент позволяет присоединиться полимеразе δ и продолжить синтез новой цепи в направлении от 5^/ к 3^/. Выбор очередного нуклеотида определяется матрицей ДНК. При созревании отстающей цепи ДНК праймеры удаляют ДНК-полимераза β и присоединяет недостающие нуклеотиды. Восстановленные фрагменты соединяют ДНК-лигазы.