свойство комплементарности является фундаментальным свойством, которое и обеспечивает точность копирования генетической информации. Благодаря этому свойству каждая цепь ДНК содержит информацию о комплементарной нуклеотидной последовательности другой цепи. Будучи разделенными, цепи сохраняют необходимую информацию для построения из нуклеотидов новых комплементарных цепей и, таким образом, осуществляют воспроизведение информации, заложенной в двуспиральной структуре. При расхождении цепей, у каждой сохраняется информация, необходимая для воссоздания из мономеров новой цепи, которая будет идентична ушедшей. Т.е. при репликации новая цепь ДНК наращивается за счет присоединения нуклеотидов, причем выбор этих нуклеотидов диктуется матрицей. Поэтому говорят, что репликация ДНК – это матричный процесс, основанный на принципе комплементарности нуклеотидов. Каждая синтезируемая (дочерняя) цепь ДНК строится, используя в качестве матрицы одну из цепей исходной (родительской) ДНК.
Следующая принципиальная особенность репликации заключается в том, что она является симметричным и полуконсервативным процессом (Fig 4). Симметричным она является, потому что матрицами служат обе цепи родительской ДНК. Полуконсервативным, потому что по завершении процесса исходные молекулы ДНК оказываются наполовину обновленными: каждая из них содержит одну исходную родительскую и одну вновь синтезированную цепь. Полуконсервативный механизм репликации ДНК был предложен Уотсоном и Криком и доказан Мезельсоном и Сталем. Согласно этому механизму, цепи молекулы ДНК расходятся, и каждая из них становится матрицей, на которой синтезируется новая комплементарная цепь.
Важным принципом репликации является то, что субстратами, из которых синтезируются новые цепи ДНК, являются дезоксинуклеозидтрифосфаты (дНТФ), а не дезоксинуклеозидмонофосфаты (дНМФ), входящие в состав ДНК. В ходе включения в цепь ДНК от каждого нуклеотида отщепляется 2 фосфатных остатка в виде пирофосфата, что делает эту реакцию энергетически выгодной (Рис. 5).
Очень важно помнить, что удлинение вновь синтезирующейся цепи ДНК всегда происходит в направлении от 5’ к 3’ концу. Это означает, что очередной новый нуклеотид присоединяется к 3’ концу растущей цепи. Поскольку матричная цепь при этом считывается в направлении 3’ ® 5’, растущая вновь синтезируемая цепь является антипараллельной матричной цепи. В любой молекуле ДНК комплементарные цепи являются антипараллельными.
И, наконец, ДНК-полимеразы, катализирующие процесс репликации не могут инициировать синтез новой цепи на матричной цепи, а способны только добавлять новые нуклеотиды к 3’ концу уже имеющейся полинуклеотидной цепи. Такую заранее образованную короткую цепь РНК или ДНК, к которой добавляются нуклеотиды, называют затравкой или праймером.
Репликация бактериальной хромосомы. Перейдем теперь к рассмотрению механизма репликации ДНК на примере репликации бактериальной хромосомы E. coli. Для начала репликации необходимо перевести ДНК из суперспиральной в релаксированную форму. Таким образом, репликацииДНК у прокариот предшествует этап релаксации суперспирализованной ДНК, который катализируется
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.
