Репликация ДНК

Для репликации ДНК сначала должна разделиться. Тот факт, что основания соединены относительно слабыми водородными связями, очень важен. Это позволяет молекуле разделиться посередине, сохраняя внешние остовы.

Даже в этом случае репликация ДНК, очевидно, вызовет большие разрушения в молекуле ДНК. Если бы две нити остова исходной молекулы разделялись полностью, то они развалились бы на фрагменты и генетическая информация могла бы потеряться. К счастью, две нити остова исходной молекулы ДНК никогда полностью не разделяются. Вместо этого только маленькая часть ДНК теряет структуру дуплекса в каждый отдельно взятый момент времени.

Точка, в которой происходит разъединение нитей, называется репликационной вилкой. Она движется по родительской ДНК, которая раскручивается, а затем снова скручивается, но уже в две дочерние нити (рис. 3.3).

Рис. 3.3. Специфическое спаривание одного основания с другим позволяет ДНК реплицироваться с большой точностью

Рис. 3.3. Специфическое спаривание одного основания с другим позволяет ДНК реплицироваться с большой точностью

Сложный процесс требует работы, по крайней мере, трех ферментов. Ферментами называют белки, которые облегчают протекание химических реакций, но сами в этих реакциях не изменяются. (Суффикс «аза» обычно обозначает, что белок относится к ферментам.)

Ферменты, называемые геликазами, сначала открывают двойную спираль, создавая однонитевые матрицы. Связывающие белки стабилизируют эти участки для формирования репликационной вилки.

Ферменты, называемые ДНК-полимеразами, строят две копии исходной молекулы ДНК, присоединяя нуклеотиды к открывшимся основаниям. Нуклеотид — это кусок скелета ДНК, сахар-фосфатная пара с прикрепленным к ней основанием. Интересно, что полимеразы могут не только добавлять свободные нуклеотиды к существующим цепям, но и удалять их. Во время репликации ошибочно спаренные основания с большой вероятностью будут удалены полимеразами и замещены правильными основаниями. Это помогает предотвратить введение ошибок (мутаций) в дочерние нити ДНК (подробнее о саморепарирующих механизмах ДНК см. ниже в этой главе).

Все известные ДНК-полимеразы могут присоединять нуклеотиды только к 3’-концам разъединенных остовов ДНК, поэтому только одна нить со свободным 3’-концом может постоянно реплицироваться. Она называется ведущей нитью. Вторая нить, отстающая, реплицируется короткими кусками, называемыми фрагментами Оказаки (длина каждого из них — несколько сот нуклеотидов), в направлении, противоположном движению репликационной вилки. Пробелы, созданные недостающими нуклеотидами, и разрезы между фрагментами быстро заполняются еще одним ферментом — ДНК-лигазой.

В очень длинной двойной спирали ДНК репликация может стартовать с нескольких точек сразу. Эти точки называются «точками начала репликации», или ori сайтами.

Видео новости днепропетровска в днепропетровске dnepr.com.

Оставить комментарий

Ваш комментарий