23. Репликация днк. Ключевые ферменты, участвующие в синтезе днк.

Уотсон и Крик предложили гипотезу репликации ДНК посредством разделения нитей, которая заключалась в том, что две цепи вначале разделяются, а затем каждая из них строит комплементарную себе.

Такой способ репликации получил название полуконсервативной, т.к каждая из двух материнских цепей ДНК пристраивает комплементарные дочерние. В результате каждая из вновь образовавшихся молекул ДНК состоит из одной материнской цепи и одной вновь синтезированной.

В процессе репликации участвует большое количество различных ферментов и белков. Очередность их действия можно представить следующим образом:

1. Ферменты топоизомераза I и топоизомераза II снимают суперспирализацию молекулы ДНК.

2. Фермент ДНК-геликаза (хеликаза) выпрямляет спираль ДНК и разделяет цепи ДНК. Он движется по одной из двух цепей, и разрывая водородные связи между основаниями, разделяет цепи. Участок, где происходит расхождение цепей ДНК, получил название репликационной вилки, а точка на хромосоме, где начинается репликация,- точка начала репликации или ориджина.

3. Белки SSB связываются с одиночными цепями и стабилизируют их состояние, одновременно оставляя их доступными для ДНК-полимеразы.

4. ДНК-полимераза III осуществляет на этих одиночных цепях синтез комплементарных цепей ДНК.

5. ДНК- праймаза – синтезирует короткую РНК-затравку (праймеры) для синтеза ДНК на матрице. Это нужно, т.к. синтез нуклеиновых кислот идет только от 5’-конца к 3’-концу молекулы и для начала этого синтеза ДНК-полимеразе III необходимо наличие нуклеоидной затравки, от 3’-конца которой она начинает синтезировать новую цепь. Поэтому на одной из родительских цепей синтез одной из новых цепей идет непрерывно, совпадая с движением топоизомеразы. Эта цепь получила название ведущей. Другая цепь (отстающая) синтезируется фрагментами (фрагменты Оказаки). При этом ДНК-праймаза синтезирует РНК-праймер, который служит заправкой для действия ДНК-полимеразы III. 6. ДНК – полимераза I продолжает синтез цепи, постоянно заменяя нуклеотиды РНК между фрагментами Оказаки остающей цепи на нуклеотиды ДНК.

7. ДНК – лигаза сшивает фрагменты отстающей цепи.

24. Репликативная вилка прокариот. Типы репликации.

25. Доказательства полуконсервативной схемы репликации днк.

Уотсон и Крик предложили гипотезу репликации ДНК посредством разделения нитей, которая заключалась в том, что две цепи вначале разделяются, а затем каждая из них строит комплементарную себе.

Эта гипотеза получила подтверждение в опытах Мезельсона М. и Сталь Д. (1958). Они работали с бактерией Ercherichia coli. Пурины и пиримидины содержат азот, поэтому для выращивания бактерий использовали среду, содержащую тяжелый азот. Через 12 поколений тяжелый азот включался в состав ДНК. Затем бактерии переносили на среду, содержащий легкий азот. Было доказано, что после первого(!) клеточного деления на среде с легким азотом, плотность ДНК была промежуточной между легкой и тяжелой, т.к каждая цепь состоящая прежде из тяжелого азота присоединяла к себе комплементарную цепь легкого азота. Соответственно ½ цепей ДНК представляла легкие молекулы, ½ тяжелые. Такой способ репликации получил название полуконсервативной, т.к каждая из двух материнских цепей ДНК пристраивает комплементарные дочерние. В результате каждая из вновь образовавшихся молекул ДНК состоит из одной материнской цепи и одной вновь синтезированной.