25. Репликация днк.

Репликация – синтез ДНК (на матрице ДНК). Репликация протекает в S-фазу клеточного цикла и предшествует делению клетки. Синтез ДНК протекает одновременно на обеих цепях по принципу комплементарности (А-Т, Г-Ц).

Репликация – полуконсервативная реакция -> дочерние дуплексы (двойные цепи) содержат по одной родительской и одной вновь синтезированной цепи. Участок молекулы ДНК от точки начала одной репликации (ori = ориджин репликации) до точки начала другой (другая ori) называется репликоном.

Бактериальная хромосома содержит один репликон.

Эукариотическая хромосома содержит множество репликонов.

Таким образом, каждую эукариотическую хромосому можно назвать полирепликоном.

Большое количество точек начала репликации помогает ускорить процесс удвоения значительно большего, относительно прокариот, генетического материала.

В каждой точке «origin» = ori образуется репликативная вилка.

Этапы репликации:

• Инициация. Начало репликации - расплетение двойной спирали ДНК и образование репликативной вилки. Нити разделяются при помощи ферментов хеликаз, которые перемещаются вдоль цепей ДНК и раскручивают их. Процесс расплетения двойной спирали ДНК является энергозависимым и требует затраты АТФ. SSB-белки (single strand binding = белки, связывающие одноцепочечную ДНК ) связываются с одноцепочечной ДНК и препятствуют образованию двойных спиралей (ренатурации ДНК).

• Элонгация. С 3’ конца праймера ДНК-полимераза начинает достраивать вторую цепь ДНК, присоединяя дезоксинуклеозидтрифосфаты (дНТФ) только к 3` концу имеющейся цепи, используя энергию связей в остатках фосфорной кислоты. Синтез дочерних цепей ДНК идет в направлении 5’→3’ одновременно на обеих цепях матрицы ДНК. Так как цепи ДНК антипараллельны, а ДНК-полимеразы синтезируют ДНК присоединением каждого последующего нуклеотида только к 3’-концу имеющейся цепи, синтез одной цепи ДНК происходит непрерывно (=лидирующая цепь), а другой - фрагментарно (=остающая цепь).

• Терминация. Далее другая ДНК-полимераза, обладающая репаративной активностью (ДНК-полимераза I), удаляет праймер (лидирующая цепь) или праймеры (отстающая цепь) с 5’-конца и одновременно замещая рибонуклеотиды дезоксирибонуклеотидами, а ДНК-лигаза сшивает сахарофосфатные остовы в непрерывную цепь. При включении неправильного нуклеотида ДНК-полимеразы I и III удаляют ошибочный нуклеотид с 3’-конца, гидролизуя фосфодиэфирную связь. В результате образуются комплементарные дочерние цепи.

26. Мобильные генетические элементы эукариотической клетки.

Мобильные генетические элементы (МГЭ) – последовательности ДНК, способные менять свою локализацию в геноме. Выделяют два обширных класса мобильных элементов на основе различий механизмов перемещения и структурной организации:

1. ДНК-транспозоны – мобильные элементы, перемещающиеся в виде ДНК копий с использованием механизмов «вырезать-вставить».

2. Ретротранспозоны – мобильные элементы, осуществляющие процесс обратной транскрипции. Используют механизм «копировать-вставить».

В геномах эукариот встречаются оба класса мобильных элементов, у прокариот обнаружены только ДНК-транспозоны.