Характеристика белков репликативного комплекса
№ |
Фермент |
Точка приложения |
Функция |
1 |
ДНК- |
Разрывает водородные |
Способствует расхождению цепей |
|
геликаза |
связи между азотистыми |
молекулы ДНК |
|
|
основаниями |
|
2 |
ДНК- |
Разрывает |
Обеспечивает свободное вращение всей |
|
топоизомера |
фосфодиэфирную связь |
молекулы ДНК вокруг целой |
|
за |
между нуклеотидами одной |
полинуклеотидной цепи. Тем самым |
|
|
из цепей ДНК |
уменьшает напряжение в молекуле |
|
|
|
ДНК, возникающее при расхождении ее |
|
|
|
цепей (т.е. снимает сверхспирализацию) |
3 |
Дестабилизи |
Блокируют вакантные |
Обеспечивают устойчивость свободных |
|
рующие |
водородные связи |
цепей ДНК, исключая возможность их |
|
белки |
|
соединения |
|
(SSB-белки) |
|
|
4 |
РНК- |
Участвует в образовании |
Обеспечивает синтез РНК-затравки |
|
праймаза |
фосфоэфирных связей |
(праймера), необходимой для |
|
|
между нуклеотидами РНК, |
инициации синтеза ДНК. Праймер – |
|
|
входящими в состав |
синтезируется в начале лидирующей |
|
|
праймера |
цепи и в начале каждого фрагмента |
|
|
|
Оказаки |
5 ДНК- |
Присоединяет новые |
полимераза |
нуклеотиды к растущей |
III* |
цепи ДНК в направлении |
|
5'→3', т.е. антипараллельно |
|
по отношению к |
|
материнской цепи ДНК. |
|
Нуждается в свободном 3'- |
|
конце. |
Обеспечивает синтез дочерних цепей ДНК. Обладает способностью к «корректорской правке» — экзонуклеазной активностью в направлении 3'→5'
6 |
ДНК- |
Удаляет рибонуклеотиды |
Обеспечивает замещение |
|
полимераза I |
праймеров и замещает их |
рибонуклеотидов праймеров на |
|
|
дезоксирибонуклеотидами |
дезоксирибонуклеотиды в дочерних |
|
|
|
цепях ДНК |
7 |
ДНК-лигаза |
Образует фосфоэфирные |
Сшивает фрагменты Оказаки на |
|
|
связи между нуклеотидами |
отстающей цепи ДНК |
|
|
соседних фрагментов |
|
|
|
Оказаки |
|
У эукариот насчитывается более 11 различных ДНК-полимераз
Репликон эукариотической хромосомы
Дестабилизирующие белки Праймаза
Топоизомераза
Праймер
Геликаза
Инициация репликации ДНК у кишечной палочки
Ориджин
Праймер ДНК-полимеразаIII
Материнская цепь ДНК |
Геликаза |
Дочерняя цепь ДНК
Синтез лидирующей цепи в ходе репликации ДНК
|
|
1 |
Ориджин |
|
|
|
2 |
||
Дестабилизирующие |
|
|||
белки |
2 |
1 |
||
|
|
|
||
Геликаза |
|
Лидирующая цепь ДНК |
|
|
|
|
ДНК-полимераза Ш |
|
|
|
|
|
||
|
|
Праймаза |
|
|
ДНК |
ДНК-полимераза I Фрагменты Оказаки |
|||
|
|
|
|
Лигаза |
|
|
|
|
|
Праймеры
Общая схема синтеза ДНК
Инициация репликации ДНК у кишечной палочки
- к нуклетидам сайта начала репликации присоединяется фермент геликаза, действие которого приводит к разрыву водородных связей между азотистыми основаниями ДНК, в результате чего составляющие ее нити раскручиваются в противоположных направлениях и двойная спираль расплетается; - с образующимися под действием фермента геликазы
одноцепочечными участками ДНК связываются дестабилизирующие белки;
-перемещение репликативной вилки вдоль материнской молекулы ДНК. При этом в вилке возникает торсионное напряжение, которое снимается ферментом топоизомеразой;
-присоединения к материнской цепи под действием фермента ДНК- праймазы праймеров- короткой рибонуклеотидной последовательности, насчитывающей 8- 10 нуклеотидов .
Поскольку ДНК-полимераза способна присоединять нуклеотиды лишь к 3`-концу растущей дочерней цепи, а нити молекулы ДНК антипараллельны, процесс репликации на материнских цепях ДНК протекает по-разному.
На матрице (3`-5`) сборка новой цепи происходит непрерывно, и она постепенно удлиняется на 3`- конце. Такая цепь называется лидирующей. Синтез второй цепи осуществляется прерывисто, короткими участками, также в направлении от 5`- к 3` - концу (по принципу шитья «назад иголкой»). Такие участки получили название фрагментов Оказаки. У прокариот они содержат от 1000 до 2000 нуклеотидов, у эукариот - 100 - 200 нуклеотидов. Цепь ДНК, синтезируемая прерывно, называется запаздывающей .
На заключительной стадии репликации РНК-праймеры под действием ДНК- полимераз, обладающих экзонуклеазной активностью, удаляются и замещаются соответствующими дезоксирибонуклеозидами. Образующиеся в результате этого вновь синтезированные одноцепочечные участки ДНК, включающие в свой состав и фрагменты Оказаки, ковалентно соединяются между собой при помощи фермента ДНК-лигазы.