2. Репликация днк у бактерий. Белки участники.

Репликация - удвоение ДНК. У прокариот - двунаправленная, за счет репликационной вилки (точка, где нити родительского дуплекса разделены), идет в обе стороны.

Условия репликации:

• сверхспирализация

• много АТФ(кофактор)

• неповрежденность ДНК

Важные моменты:

• репликация идет по полуконсервативному механизму

• в циркулярной и сверхскрученной ДНК

• активные гены реплицируются раньше малоактивных

• в процессе работы полимеразы происходит метилирование ДНК для отличения своей от чужеродной

• связь (инициация) начинается с определенного места - точка origin (ori) - у E. coli - oriC (единиственная). У эукариот таких точек много. Это А-Т - богатый участок, содержащий DnaA-боксы и сайты метилирования GATC (в частности, oriC).

Белки-участники:

DnaA - инициаторный белок, связывается с oriC, раскрывая спираль.

SSB - дестабилизирующий белок, тетрамер. связывается с однонитевой ДНК, полностью покрывая ее и защищая от деградаии и предотвращая преждевременное восстановление дуплекса. Он способствует хеликазе, не дает восстанавливаться дуплексу и необходим для репликации

DnaB (+ DnaC) - хеликаза, связывается с ДНК, разделяет цепи, продвигает репликационную вилку (для работы необходим DnaC) ДНК-топоизомераза (GyrA/GyrB) - расплетает ДНК перед репликационной вилкой. Топоизомераза II релаксирует ДНК, внося разрыв в обе нити. Топоизомераза I вносит разрыв в 1 нить, а вторую перетаскивает через разрыв и зашивает его.

DnaG - праймаза (=РНК-полимераза) - синтезирует РНК-праймер в 10-12 п.н., т.к. ДНК-полимераза потом навешивает новую цепь на праймер.

Полимеразы (представленны в порядке включения в процесс реплицации. Названия I, II, III - не отражают порядок работы, а были присвоены в порядке их открывания)

ДНК-полимераза III - осуществляет репликативный синтез (новая цепь растет в 5’-3’ направлении!). состоит из α,ε,θ - субъединиц.

α-субъединица - полимеразная активность 5’->3’

ε-субъединица - корректирующая экзонуклеазная активность 3’->5’

θ-субъединица - стимурирует ε.

Полимеразу на ДНК удерживают β-кольца. (γ-комплекс сажает β-кольца на праймеры для синтеза фрагментов Оказаки)

Праймосома - комплекс DnaB, DnaG и тд для синтеза отстающей цепи

ДНК-полимераза I - 5’-3’-экзонуклеазная активность: удаляет ДНК-затравку между фрагментами Оказаки в отстающей цепи, достраивая ДНК.

На отстающей цепи действуют комплексы-праймосомы (хеликаза+праймаза), синтезируя праймеры для ДНК-полимеразы III (фрагменты Оказаки).

Лигаза - сшивает эти фрагменты

ДНК-полимераза-III действует, как димер, удерживаемый τ-субъединицами лигаза (LigA) - соединяет фрагменты Оказаки друг с другом. На белок DnaA привлекаются все компоненты реплисомы.

Отстающая нить формирует петлю ->праймосома движется вдоль репликационной вилки!

+Метилаза DAM - метилирует ДНК

Полимераза	I	II	III
5’->3’ полимер.акт-ть	+	+	+
5’->3’эндонуклеаза	+	-	-
3’->5’ эндонуклеаза	+	+	+

Полимеразы характеризуются процессивностью и точностью.

• точность регулируется 3’->5’ эндонуклеазной активностью

• процессивность - количество нуклеотидов, кот может присоединить фермент за 1 акт соединения с матрицей

• Полимераза III обладает низкой процессивностью (10нукл) и процессивность синтеза обеспечивается бета-кольцом, удерживающим полимеразу (=зажим), у прокариот 2 зажима, у эукариот - 3. За их установку отвечает комплекс из 5 субъединиц с АТФазной активностью.

-> Реплисома =

2 х Пол III

2 х бета-зажима

2 х субъединиц, сшивающих две полимеразы III

1 х блок из 5 субъединиц, отвечающий за посадку кольца