Прерывистая репликация ДНК III

Рис. 2.16. Репликация двухцепочечной ДНК. При деспирализации ДНК возникает промежуточная разветвленная структура (репликативная вилка). Обе одиночные цепи ДНК имеют противоположную полярность (5 -+ 3 и 3 5 ). ДНК-полимеразы способны катализировать синтез только в одном направлении (5 З ). Поэтому синтез одной цепи может происходить непрерывно в направлении продвигающегося раскручивания двойной спирали. Другая же цепь должна синтезироваться в обратном направлении. Синтез начинается с образования короткого отрезка РНК, служащего затравкой (праймером) (у бактериофага Т7 это основания А-С-С-А). Затем ДНК-полимераза осуществляет синтез цепи ДНК длиной в 1000-2000 нуклеотидов, примыкающей к этой РНК. В конце концов РНК-праймер удаляется экзонуклеазой, брешь заполняется ДНК-полимеразой (й) и закрывается ДНК-лигазой (б). Такой механизм дробного , или прерывистого , синтеза ДНК с последующим связыванием отдельных отрезков позволяет объяснить репликацию ДНК на антипараллельной цепи.

Рис. 28-10. Прерывистая репликация одной из цепей ДНК в виде коротких фрагментов. Цепь, которая реплицируется непрерывно (в направлении движения репликативной вилки), называется ведущей. Другая цепь реплицируется с перерывами, в виде коротких фрагментов (фрагменты Оказаки) направление ее репликации противоположно направлению движения репликативной вилки. Фрагменты Оказаки соединяются затем друг с другом с помощью ДНК-лигазы, образуя отстающую цепь. У прокариот фрагменты Оказаки достигают длины 1000-2000 нуклеотидов. В животных клетках они содержат 150-200 нуклеотидов.

Рис. 13.4. Схематическое изображение непрерывного и прерывистого синтеза цепей ДНК при репликации.

Фиг. 105. Структура Y-вилки, предполагаемая гипотезой прерывистой репликации

На раскрученной ДНК происходит непрерывный синтез ведущей цепи в направлении 5 —> 3, тогда как на комплементарной цепи имеет место прерывистая репликация, то есть в направлении [c.169]

ПРЕРЫВИСТАЯ РЕПЛИКАЦИЯ. Осуществление синтеза ДНК путем образования коротких фрагментов (Оказаки), которые затем соединяются в единую нить. [c.525]

Прерывистая репликация изучена путем прослеживания за судьбой вновь синтезированной ДНК, получившей очень короткую метку радиоактивности. Метка поступает во вновь синтезируемую ДНК, имеющую вид коротких фрагментов, седиментирующих в пределах 7-11S, что приблизительно соответствует последовательностям длиной 1000-2000 оснований. Такие фрагменты были названы фрагментами Оказаки. Они обнаружены во всех реплицирующихся ДНК, как прокариот, так и эукариот. При более длительной инкубации метка входит в большие по длине сегменты ДНК. Они образуются в результате ковалентного связывания фрагментов Оказаки. Отстающая цепь должна синтезироваться в форме фрагментов Оказаки. Довольно продолжительное время велась полемика относительно того, синтезируется ли ведущая цепь таким же способом или ее синтез идет непрерывно. [c.417]

Учитывая, что ДНК-полимераза наращивает полидезоксирибонуклеотид только в одном направлении, изобразите на схеме вилки репликации по какой цепи пойдет непрерывный, а по какой — прерывистый синтез комплементарной цепи [c.144]

Рассмотрим область, находящуюся рядом с репликационной вилкой (рис. 32.10). Если молекула ДНК раскручена, то на одной цепи синтез может идти непрерывно в направлении 5 - 3. Эта цепь получила название ведущей. Однако на другой цепи участок одноцепочечной родительской ДНК должен быть раскрыт, и тогда на нем синтезируется сегмент ДНК в направлении, обратном движению репликационной вилки. Эта цепь получила название отстающей. В направлении 5 - 3 синтезируется серия таких фрагментов, которые затем соединяются, образуя интактную отстающую цепь. Такой способ синтеза назван прерывистой репликацией. [c.417]

ФРАГМЕНТЫ ОКАЗАКИ. Короткие фрагменты ДНК длиной 1000-2000 оснований образуются в результате прерывистой репликации впоследствии ковалентно соединяются в непрерывную цепь. [c.528]

Таким образом, в клетках Е. соИ отстающая цепь синтезируется прерывисто, а ведущая-непрерывно. По-видимому, то же самое происходит в других системах. Такой способ синтеза ДНК получил название полунепрерывной репликации. [c.418]

Рис. 2.6. Строение ДНК. А.- Нуклеотиды (В), соединенные в цепь. Б. Комплементарные цепи, образующие веревочную лестницу при помощи водородных связей (прерывистые линии). В. Веревочная лестница , свернутая в двойную спираль. Г. Репликация цепи раскручиваются, н каждая из иих служит матрицей для образования комплементарной цепи.

Основными особенностями процесса репликации ДНК являются его полуконсервативный механизм, прерывистость синтеза (с промежуточным образованием так называемых фрагментов [c.30]

Рис. 2.11. Схема прерывистой репликации ДНК, в результате которой реплики растут в направлении 3 -> 3 н сшиваются в непрерывные цепн под влиянием

Сложность процесса репликации ДНК объясняется тем, что обе цеш1 реплицируются одновременно, хотя имеют разное направление (5—>3 и 3 —>5 ) кроме того, рост дочерних цепей также должен происходить в противоположных направлениях. Элонгация каждой дочерней цепи может осуществляться только в направлении 5 —>3. Р. Оказаки высказал предположение, подтвержденное экспериментальными данными, что синтез одной из дочерних цепей осуществляется непрерывно в одном направлении, в то время как синтез другой дочерней цепи происходит прерывисто, путем соединенгы коротких фрагментов (в честь автора названы фрагментами Оказаки), в свою очередь синтезирующихся в противоположном направлении (рис. 13.4). [c.482]

Ответ на все эти вопросы дало важное наблюдение, сделанное Рейджи Оказаки из Японии, который обнаружил, что в ходе репликации ДНК Е. соИ и других бактерий ббльшая часть новообразованной ДНК обнаруживается в форме небольших кусков. Эти куски, получившие название фрагментов Оказаки, содержат приблизительно 1000-2000 нуклеотидных остатков. Оказаки предположил, что эти фрагменты представляют собой короткие отрезки молекулы ДНК, образующиеся в результате прерывистой репликации и затем соединяющиеся друг [c.903]

ПРАЙМОСОМА. Комплекс белков, принимающих участие в инициировании синтеза фрагментов Оказаки в процессе прерывистой репликации ДНК праймосома может перемещаться вдоль ДНК, участвуя в последующих актах инициации. [c.525]

Одновременная репликация обеих цепей в репликативной вилке. Изучение механизма репликации фаговой ДНК с использованием очищенных ферментов из oli позволило построить усоверщенство-ванную модель полуконсервативной прерывистой репликации ДНК в репликативной вилке (рис. 2.30). Для расплетания спирали при образовании вилки необходимо, чтобы в ДНК образовались отрицательные сверхвитки (разд. 2.1.е). Расплетание осуществляется АТР-зависимой геликазой и облегчается в присутствии белка, связывающегося с одноцепочечной ДНК. После инициации репликации [c.87]

Жирный прямоугольник — 5 -концевая лидерная (Ь) нуклеотидная последовательность ( + )нитей кружки в ( —)иити (антигеиоме) — участки, комплементарные З -концу лидерного сегыента жнриые стрелки — транскрипция тонкие — репликация. Отсоединившийся от (— )матрицы лидерный сегмент может снова присоединиться к одному из комплементарных участков этой матрицы (показано прерывистыми стрелками) и послужить в качестве затравки для синтеза разных субгеномных мРНК [c.322]

Двойной линией показаны две полинуклеотидные цепи ДНК хромосомной двойной спирали, прерывистыми линиями — цепи, не содержащие метки, сплошными — меченые цепи. За две генерации до выделения хромосомы (Og) полностью немеченная ДНК родительской клетки находилась в той же стадии на Vs завершенной репликации, как и ее внучатые ядра (2,0 g), показанные на фиг. 98. Допустим, что точка pi является точкой начала репликации, а Рг — точкой, в которой находится репликациоиная вилка. Спустя некоторое время (0,15 g) репликационная вилка передвинулась в точку рз после этого добавляли Н-тимин. и все вновь синтезированные цепи ДНК содержали метку Н. Спустя Ve времени генерации (0,3 g) репликации хромосомы завершалась, так как репликационная вилка достигала р,. Две дочерние хромосомы содержали наполовину меченные двойные спирали от Рз до pi, но были совершенно не мечены в остальной части. Проследим теперь судьбу одной из дочерних хромосом, в которой репликационная вилка достигла точки рз спустя Va времени генерации (1,0 g). На этой стадии участки А к Б. я также участок В от рз до pi содержали наполовину меченные двойные спирали сектор В от рз до Рз совершенно не содержал метки. Спустя /з времени генерации (1,3 g) репликационная Y-вилка снова достигла pi. Две внучатые хромосомы содержали полностью меченные двойные спирали от р, до pi и меченные наполовину в остальной части. Проследим теперь за двумя внучатыми хромосомами, в которых репликационная вилка достигла р, спустя Vs времени генерации (2,0 g), и в результате образовались хромосомы, по характеру распределения метки совершенно подобные той, которую удалось наблюдать на радиоавтографе, приведенном [c.204]

ТОВ, которые ТОЛЬКО позднее соединяются в ковалентно связанные непрерывные цепи в результате действия ДНК-лигазы. Как показано на фиг. 105, такое предположение может разрешить дилемму одновременного роста обеих антипараллельных полинуклеотидных цепей. Если репликация ДНК представляет собой микроскопически прерывистый процесс, как предполагал Оказаки, тогда синтез обеих антипараллельных цепей А и В можно рассматривать как процесс, протекающий в результате одной химической реакции, катализируемой ДНК-полимеразой, а именно как процесс связывания З -ОН-группы самого последнего нуклеотида, который уже включился в образующуюся цепь, с 5 -а-фосфатом следующего нуклеозидтрифосфата, который должен присоединиться к цепи. Таким образом, все короткие фрагменты образующейся А-цепи будут расти в том же направлении, в каком происходит движение репликацион-ной Y-вилки, а все короткие фрагменты образующейся В-цепи будут расти в противоположном направлении. [c.213]

Эта идея прерывистого копирования ДНК подтверждается данными о том, что первичный продукт репликации состоит в основном из фрагментов разной длины, в среднем содержащих, 1000 нуклеотидов и известных как фрагменты Оказаки [3524]. Эти фрагменты затем соединяются в правильном порядке. Учитывая свойства полимеразы I, можно полагать, что она играет важную роль в процессе копирования исходных фрагментов, а соединение их осуществляется, вероятно, поли-дезоксирпбонуклеотидсинтетазой (АТР) (КФ 6.5.1.1). [c.20]

Данные о непрерывном копировании одной цепи ДНК и прерывистом копировании другой получены не только на бактериях например, они подтверждаются исследованием процесса репликации ДНК бактериофага 0X174 [1219] однако имеются данные и о прерывистом копировании обеих цепей [655]. [c.20]

Установлено, что исходные РНК-транскрипты прерывистых генов содержат интроны, которые удаляются из РНК в ходе так называемого сплайсинга (рис. III.2). Следовательно, прерывистый вариант гена сохраняется в ДНК, обеспечивая повторную экспрессию и успешную репликацию. Итак, особенность зрелых матричных РНК эукариот по сравнению с мРНК прокариот заключается в том, что их нуклеотидные последовательности отличаются от нуклеотидных последовательностей соответствующих генов отсутствием интронов. [c.7]

Вопрос, синтезируются ли на одной из цепей родительской ДНК фрагменты Оказаки, т. е. идет ли на ней прерывистый биосинтез цепи дочерней ДНК, а на другой—непрерывный биосинтез цепи дочерней ДНК, остается дискуссионным. Видимо, как правило, происходит прерывистый синтез на обеих цепях родительской ДНК, а сочетание прерывистого и непрерывного является исключением, вполне доказанным для репликации некоторых фаговых ДНК. Решение проблемы одно- или двунаправленной репликации однозначно от точки инициации репликационные вилки распространяются по биспиральной молекуле ДНК в двух противоположных направлениях. [c.255]

В репликационных вилках синтез ДНК идет в направлении 5 —>3 по одной дочерней цепи и в направлении 3—>5 по другой. Как и при репликации прокариотической ДНК (разд. 24.19), это происходит следуюш им образом одна цепь, ведуш ая, синтезируется непрерывно, а другая, отстаюш ая,- прерывисто. Как распределяются старые и новые гистоны Чтобы решить этот вопрос, синтез ДНК проводили в присутствии ингибитора белкового синтеза циклогексимида. В этих условиях синтез ДНК прекраш ается в течение примерно 15 мин. При действии ДНКазы I половина новообразованной ДНК полностью распадается, а другая половина расщепляется на фрагменты длиной 200 нар оснований. Этот эксперимент, а также данные, полученные с помощью метки тяжелыми изотопами, показали, что родительские гистоны ассоциированы только с одной из двухспиральных дочерних ДНК, тогда как другая остается голой из-за отсут- [c.136]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология