Вопрос 32 Репликация. Принципы репликации днк. Стадии репликации. Инициация. Белки и ферменты, принимающие участие в формировании репликативной вилки.

Репликация ДНК – процесс образования идентичных копий ДНК,

осуществляемый комплексом ферментов и белков.

Она осуществляется в течение S-фазы клеточного цикла и лежит в основе передачи

наследственных признаков при делении клетки

Общие принципы репликации ДНК:

1. Комплементарность – первичная стр-ра дочерней цепи определяется первичной

стр-рой родительской цепи (Ц=Г, А=Т)

2. Антипараллельность – цепи ДНК лежат друг к другу

противоположными концами;

3. Полуконсервативность – каждая дочерняя двуцепочечная молекула ДНК содержит одну цепь из материнской ДНК и одну новосинтезированную;

4. Прерывистость – одна из цепей ДНК синтезируется непрерывно,

а вторая – в виде набора отдельных коротких фрагментов (фрагментов Оказаки);

5. Униполярность – синтез полинуклеотидных цепей всегда идёт

в направлении 5' → 3';

6. Двунаправленность синтеза от одной специфической точки

начала репликации (сайта инициации);

7. Согласованность репликации и клеточного деления.

Стадии репликации:

• Инициация: формирование репликативной вилки, синтез праймера;

• Элонгация: асимметричный синтез ДНК;

• Терминация: вырезание праймеров и сшивание отдельных фрагментов цепи ДНК.

ИНИЦИАЦИЯ

1. Факторы роста – специфические сигнальные белковые молекулы,

регулирующие инициацию репликации. Факторы роста связываются рецепторами мембран клеток, которые передают сигнал, побуждающий клетку к началу репликации.

2. Формирование репликативной вилки: в определённом сайте (точка начала

репликации или «origin», у бактерий такая точка в кольцевом геноме одна, а у эукариотических хромосом их множество – там много скоплений А-Т) происходит локальная денатурация ДНК, цепи расходятся и образуются две репликативные вилки, движущиеся в противоположных направлениях.

3. Образование праймера: праймаза комплементарна определённому сайту

одноцепочечной ДНК, синтезирует олигонуклеотид около 60 нуклеотидных остатков; первые 8-10 представлены рибонуклеотидами (праймер), остальные – дезоксирибонуклеотидами.

Белки и ферменты, принимающие участие в формировании репликативной вилки:

1. ДНК-топоизомераза I разрывает фосфоэфирную связь в одной из цепей двойной

спирали и ковалентно присоединяется к 5'-концу в точке разрыва – она снимает суперспирализацию.

После формирования репликативной вилки фермент ликвидирует разрыв

в цепи и отделяется от ДНК.

2. ДНК-хеликаза осуществляет разрыв водородных связей в двухцепочечной

молекуле ДНК, использует энергию АТФ.

3. SSB-белки, которые стабилизируют разделенные одноцепочечные фрагменты,

не закрывая азотистые основания (для их считывания), поддерживают в раскрученном состоянии для предотвращения комплиментарного скручивания

4. Праймаза (ДНК-полимераза α) синтезирует затравку в виде праймера –

небольшого фрагмента РНК, необходимого для работы ДНК-полимеразы на стадии элонгации (появляются свободные 3`ОН-группы для присоединения дезоксирибонуклеотидов).

Каждая из четырёх субъединиц фермента выполняет определённую функцию:

"узнавание" сайта репликации, синтез праймера (8-10 рибонуклеотидов),

синтез фрагмента цепи ДНК.