10. Есть ли разница между репликацией днк и репликацией хромосом?

Как вы помните, эукариотическая хромосома имеет точки ori (начала), с которых начинается репликация. Бактериальные хромосомы в отличие от эукариотических имеют только одну точку начала репликации. Репликация ДНК происходит одновременно и сразу в двух направлениях кольца хромосомы, создавая две репликационные вилки.

Раскручивание спирали ДНК в обоих направлениях должно вызвать скручивание хромосомы в направлении спирали и сделать хромосому такой плотной, что репликация должна бы закончиться, если бы не действие фермента ДНК-гиразы. Это представитель группы ферментов, называемых топоизомеразами, которые могут изменять форму молекул ДНК. ДНК-гираза предотвращает положительное суперскручивание, скручивая ДНК в противоположном направлении.

Полагают, что ДНК-гираза делает это, разрезая ДНК и держась у разрезанных концов молекулы, что не позволяет молекуле раскручиваться, затем пропускает нетронутую нить через отверстие и запечатывает разрыв.

12. Какова роль белков в упаковке днк в хромосомы?

Основу хромосомы составляет линейная макромолекула ДНК значительной длины. Например, в молекулах ДНК хромосом человека насчитывается от 50 до 245 миллионов пар азотистых оснований. У эукариот существует высокоорганизованная система укладки молекул ДНК как в интерфазном ядре, так и в митотической хромосоме. Так, суммарная длина ДНК из одной клетки человека составляет величину порядка двух метров, в то время как типичноеядрочеловека, наблюдаемое только при помощи микроскопа, занимает объём около 110 мкм³, а митотическая хромосома человека в среднем не превышает 5 — 6 мкм. Надо отметить, что у эукариот в пролиферирующих клетках осуществляется постоянное закономерное изменение степени компактизации хромосом. Перед митозом хромосомная ДНК компактизуется в 10⁵ раз по сравнению с линейной длиной ДНК, что необходимо для успешной сегрегации хромосом в дочерние клетки, в то время как в интерфазном ядре для успешного протекания процессов транскрипции и репликации хромосоме необходимо декомпактизоваться^[9]. При этом ДНК в ядре никогда не бывает полностью вытянутой и всегда в той или иной степени упакована. Так, расчётное уменьшение размера между хромосомой в интерфазе и хромосомой в митозе составляет всего примерно 2 раза у дрожжей и 4 — 50 раз у человека^[15].

Упаковка ДНК в хроматинобеспечивает многократное сокращение линейных размеров ДНК, необходимое для размещения её в ядре. При этом надо оставить доступными определённые последовательности ДНК для регуляторныхфакторови ферментовтранскрипции. Эти задачи решаются на уровне упаковки ДНК в хроматин, которая происходит в несколько этапов.

Одним из самых последних уровней упаковки в митотическую хромосому некоторые исследователи считают уровень так называемой хромонемы, толщина которой составляет около 0,1 — 0,3 мкм^[17]. В результате дальнейшей компактизации диаметр хроматиды достигает ко времени метафазы 700 нм. Значительная толщина хромосомы (диаметр 1400 нм) на стадии метафазы позволяет, наконец, увидеть её в световой микроскоп. Конденсированная хромосома имеет вид буквы X (часто с неравными плечами), поскольку две хроматиды, возникшие в результате репликации, соединены между собой в районе центромеры (подробнее о судьбе хромосом при клеточном делении см. статьи митозимейоз).