Cтраница 4
Две молекулы ДНК-полимеразы одновременно и синхронно синтезируют и ведущую, и запаздывающую цепи ДНК. Когда полимераза, синтезирующая запаздывающую цепь, доходит до начала предыдущего фрагмента Оказаки, она перескакивает на З - конец затравки, которую синтезирует в этот момент праймосома; по всей вероятности это событие требует гидролиза АТР. [46]
![]() |
Схема возможной организации репликативной вилки. [47] |
Две молекулы ДНК-полимеразы одновременно и сннхронно синтезируют и ведущую, и запаздывающую цепи ДНК. Когда полимераза, синтезирующая запаздывающую цепь, доходит до начала предыдущего фрагмента Оказаки, она перескакивает на 3 -конец затравки, которую синтезирует в этот момент праймосома; по Bceit вероятности это событие требует гидролиза АТР. [48]
Для редупликации существенна как термодинамика, так и кинетика матричного синтеза. ДНК-полимеразы, катализирующей редупликациоиный синтез ДНК - Если синтез идет прерывно, согласно Оказаки ( см. стр. [49]
![]() |
Решшкативная вилка [ IMAGE ] Фрагменты Оказаки ( по В. Эллиоту. [50] |
После образования праймера в направлении 5 - 3 образуется фрагмент ДНК. На отстающей цепи таких фрагментов синтезируется большое количество, и они называются фрагментами Оказаки. Их величина у прокариот составляет около 1000 нуклеотидов, у эукариот - в три раза меньше. [51]
Поскольку ДНК-полимераза не способна инициировать новую цепь, оставалось непонятным, каким образом инициируется каждый из фрагментов Оказаки. Это и другие наблюдения навели на мысль, что для синтеза ДНК каким-то образом необходим синтез РНК. [52]
Нарисованную картину бактериальной репликации подтверждает фенотип мутантов с нарушением синтеза ДНК - ts - Мутации в генах dnaE, dnaB, dnaG, dnaZ, dnaX и dnaN сразу останавливают репликацию при переносе клеток на непермиссивную температуру. Мутации в генах polA и lig приводят к тому, что в клетке накапливается большое количество несшитых фрагментов Оказаки. Мутации в генах dnaA, top А и rnh влияют на инициацию цикла репликации, которая будет рассмотрена ниже. [53]
Такой комплекс из хеликазы и праймазы называют праймосомой. Гидролизуя АТР, праймосома едет по матрице для синтеза запаздывающей цепи ДНК в направлении от 5 - к З - концу и расплетает перед собой двойную спираль, а за собой оставляет РНК-затравки для синтеза фрагментов Оказаки. [54]
Инициация репликации ДНК в клетках эукариот регулируется на уровне кластера репликонов, причем число репликонов в кластере изменяется от нескольких единиц до нескольких десятков. Размеры фрагментов Оказаки в клетках эукариот соответствуют 100 - 200 нуклео-тидным парам, что укладывается в размеры ДНК в пределах нук-леосомы. [55]
Таким образом, синтез ДНК на двух матричных цепях исходной молекулы заметно различается. Каждый фрагмент Оказаки имеет на 5 -конце несколько рибонуклеоти-дов - результат действия праймазы. Характерный размер фрагментов Оказаки различается для бактерий и эукариот: у бактерий, они имеют длину около 1000 нуклеотидов, у эукариот они короче, порядка 100 нуклеотидов. Через некоторое время после синтеза РНК-затравки удаляются, бреши застраиваются ДНК-полимеразой, а фрагменты сшиваются в одну ковалентно-непрерывную цепь ДНК предназначенным специально для этого ферментом, ДНК-лигазоы. [56]
Оказаки, Таким образом, синтез ДНК на двух матричных цепях исходной молекулы заметно различается. Каждый фрагмент Оказаки имеет на 5 -конце несколько рибонуклеоти-дов - результат действия праймазы. Характерный размер фрагментов Оказаки различается для бактерий и эукариот: у бактерий. Через некоторое время после синтеза РНК-затравки удаляются, бреши застраиваются ДНК-полимеразой. ДНК предназначенным специально для этого ферментом, ЩН ( - лигазой ДНК-лигазы обнаружены у самых разных организмов. Они нуждаются в высокоэнергетических кофакторах: например, лигаза Е, coli нуждается в NAD, а широко используемая для генно-инженерных методик лигаза фага Т 4 - в АТР. [57]
Таким образом, синтез ДНК на двух матричных цепях исходной молекулы заметно различается. Каждый фрагмент Оказаки имеет на б - конце несколько рибонуклеоти-дов - результат действия праймазы. Характерный размер фрагментов Оказаки различается для бактерий и эукариот: у бактерий. Через некоторое время после синтеза РНК-затравки удаляются, бреши застраиваются ДНК-полимеразой. ДНК предназначенным специально для этого ферментом, ДНК-лыгозой. ДНК-лигазы обнаружены у самых разных организмов. NAD, а широко используемая для генно-инженерных методик лигаза фага Т4 - в АТР. [58]
![]() |
Возможные схемы редупликации ДНК по Оказаки. [59] |
Вернер предлагает измененную модель: ДНК непрерывно реплицируется в развилке двойной спирали посредством одновременного удлинения обеих новых цепей. Преимущественное использование тимина показывает, что процесс репликации отличен от репарационного синтеза. Короткие цепи, найденные Оказаки / возникают под действием специфических нуклеаз. [60]