Ожидаемые результаты

Полуконсервативная репликация у эукариот

Дж. Г.Тейлор, Ф. Вудс и В.Хьюгес обнаружили полуконсервативную репликацию у эукариот. Хромосомы в меристеме конских бобов, метка по тритиевому тимидину методом авторадиографии (срез покрывается фотоэмульсией, некоторое время экспонируется в темноте, после проявления – над меченой ДНК темные пятна серебра).

Одно поколение с тимидином, затем на среде без трития. После первого цикла репликации – метка в обеих сестринских хроматидах, после второго – меченой только одна из двух вновь синтезированных хроматид, поскольку половина цепей родительской ДНК немечена

Точки начала репликации, репликационные вилки и единицы репликации

В процессе репликации спираль раскручивается, образуя репликационную вилку. Сначала вилка появляется в точке начала репликации и затем продвигается вдоль хромосомы. Если происходит репликация в обе стороны, то наблюдаются две вилки в

противоположных направлениях. Область ДНК, которая реплицируется с одной точки – репликон.

У E. coli репликация начинается всегда в регионе oriC протяженностью 245 п.н., хотя для начала репликации столько не нужно. У бактерий и бактериофагов репликация с одной точки, поэтому их хромосомы – один репликон. Наличие одной точки начала репликации характерно для бактерий с кольцевыми хромосомами. У E. coli репликационные вилки соединяются в точке терминации ter.

Двунаправленная репликация хромосомы E. coli стартует в фиксированной точке начала репликации (oriC).

Когда ДНК раскручивается, две репликационные вилки (стрелки) движутся от точки начала, образуя репликационный пузырь

Вилки сливаются, когда репликация ДНК завершается в области терминации (ter), воспроизводя один репликон.

Синтез ДНК у микроорганизмов

ДНК-полимераза I

В 1957 г. А. Корнберг из E. coli выделил контролирующий репликацию фермент ДНК-полимеразу I.

Корнберг сформулировал два условия синтеза ДНК с участием ДНК-полимеразы – наличие ДНК-матрицы и наличие всех 4 дезоксирибонуклеозидтрифосфатов. Если один из трифосфатов отсутствует или есть только их производные – нуклеотиды или нуклеозиддифосфаты, то синтез ДНК не происходит. В отсутствие ДНК-матрицы синтез начинается, но быстро прекращается, т.е. активность фермента зависит от матрицы, как это и требуется при полуконсервативной репликации.

ДНК-полимераза присоединяет нуклеотиды к растущей цепи ДНК специфическим способом. Во время синтеза ДНК две фосфатные группы отщепляются, а оставшаяся ковалентно связывается с 3’-гидроксильной группой сахара, т.е. элонгация (удлинение) цепи всегда идет от 5’ к 3’ концу.

Энергия для реакции получается при энерговыделяющем гидролизе dNTP, освобождающим неорганический пирофосфат.

Элонгация ДНК.

Предшественник dNTP (нуклеозидтрифосфат) содержит 3 фосфатные группы, присоединенных к 5'-углероду дезоксирибозы. В Когда 2 терминальных фосфата отсекаются, оставшийся фосфат связывается с 3'-ОН-группой цепи. Таким образом, удлинение цепи происходит в направлении 5‘ к 3' путем добавления нуклеотидов к 3‘(-OH) концу.