19. Модель «катящегося» колеса.

Процесс однонаправленной репликации нуклеиновой кислоты, в ходе которого быстро синтезируются множественные копии кольцевых молекул ДНК или РНК, например, плазмид, геномов бактериофагов и кольцевых РНК вироидов. Некоторые вирусы эукариот также подвергают свой геном репликации по такому механизму.

Инициируется специальным белком-ферментом, который разрывает одну из цепей двунитевой кольцевой молекулы. Инициаторный белок связывается с 5'-фосфатным концом разорванной цепи, а свободная 3'-OH группа служит праймером для синтеза ДНК ДНК-полимеразой III. Используя неразорванную цепь как шаблон, репликации подвергается вся кольцевая молекула ДНК, замещая разорванную цепь, представляющую одноцепочечную ДНК.

Продолжительный синтез ДНК приводит к образованию множества одноцепочечных линейных копий исходной ДНК в виде продолжительных последовательностей ДНК, называемых конкатемерами. Линейные копии могут перейти в двуцепочечную кольцевую молекулу посредством следующего процесса: сначала инициаторный белок производит другой разрыв, терминируя тем самым синтез другой (лидирующей) цепи. Затем РНК-полимераза и ДНК-полимераза III реплицируют одноцепочечную ДНК, формируя новое двуцепочечное кольцо. После этого ДНК-полимераза I заменяет праймер на ДНК, а ДНК-лигаза сшивает концы, образуя тем самым окончательную двуцепочечную ДНК.

20. Праймаза и праймасома

Праймаза – фермент, обеспечивающий синтез небольших рибонуклеиновых затравок -праймеров, с которых начинается впоследствии синтез.

Праймосома - комплекс ферментов, обеспечивающих синтез запаздывающей цепи в репликативной вилке посредством образования фрагментов Оказаки.

21. Теломера и теломераза

Теломеры - концевые участки хромосом. Теломерные участки хромосом характеризуются отсутствием способности к соединению с другими хромосомами или их фрагментами и выполняют защитную функцию и стабилизирующие хромосомы. При каждом делении укорачиваются.

Теломераза - фермент, добавляющий особые повторяющиеся последовательности ДНК к 3 концу цепи на участках теломер. Компенсирует концевую недорепликацию, увеличивая или сохраняя на постоянном уровне теломеры.

22. Основные репарабельные повреждения в днк и принципы их исправления.

1. Апуринизация - потеря молекулой пуриновых оснований, приводит к образованию участков - апуриновых сайтов - в которых разорвана связь между остатком дезоксирибозы и пуриновым основанием. Они являются мишенью для ферментов эксцизионной репарации, в процессе которой происходят вырезание и замена модифицированных азотистых оснований.

2. Дезаминирование - процесс удаления аминогрупп. Аденин превращается в гипоксантин, который образует две водородные связи с цитозином. Гуанин превращается в ксантин, который образует водородные связи с тимином. При дезаминировании цитозина образуется урацил. Тимин не может быть дезаминирован. Репарация: N-гликозилаза - фермент, который узнает дезаминированное основание, разрывает N-гликозидную связь и удаляет неправильное основание.

3. Тиминовые димеры - под действием ультрафиолетого света происходит ковалентное сшивание рядом стоящих пиримидинов. При сшивании тиминов образуется циклобутановое производное, блокирующее репликацию. Репарация: фермент фотолиаза - узнает тиминовые димеры и на свету или в темноте образует с ними комплекс. При освещении видимым светом происходит активация фермента, циклобутановое кольцо разрывается, и вновь получаются два тимина. Этот процесс называется фотореактивацией.