Уотсона Крика модель ДНК репликации ДНК

Рис. 27-13. Модель репликации ДНК, предложенная Уотсоном и Криком. Комплементарные цепи родительской ДНК разделяются, и каждая из них служит матрицей для биосинтеза комплементарной дочерней цепи (дочерние цепи показаны красным цветом).

Модель ДНК Уотсона и Крика сразу же позволила понять принцип удвоения ДНК. Поскольку каждая из цепей ДНК содержит последовательность нуклеотидов, комплементарную другой цепи, т. е. их информационное содержание идентично, представлялось вполне логичным, что при удвоении ДНК цепи расходятся, а затем каждая цепь служит матрицей, на которой выстраивается комплементарная ей новая цепь ДНК. В результате образуются два дуплекса ДНК, каждый из которых состоит из одной цепи исходной родительской молекулы ДНК и одной новосинтезированной цепи. Экспериментально показано, что именно так, по полуконсервативно-му механизму, происходит репликация ДНК (рис. 26). Несмотря на простоту основного принципа, процесс репликации сложно организован и требует участия множества белков. Эти белки, как и все другие, закодированы в последовательности нуклеотидов ДНК- Таким образом, возникает важнейшая для жизни петля обратной связи ДНК направляет синтез белков, которые реплицируют ДНК. [c.44]

Модель Уотсона—Крика дает общее молекулярное описание структуры и функции генов, предполагает принцип репликации генетического материала. Доказательство полуконсервативного механизма репликации ДНК заставило по-новому взглянуть на основные характеристики двойной спирали Уотсона—Крика. Для того чтобы понять, как работает полуконсервативный механизм репликации, необходимо ответить на ряд вопросов как разделяются комплементарные нити ДНК, закрученные одна вокруг другой Какая ферментативная система воспроизводит ДНК с учетом антипараллельности ее цепей и др. [c.126]

Модель Уотсона—Крика стимулировала новые исследования влияния отцовского и материнского возраста. В 1953 г. Уотсон и Крик [1347] предложили свою модель структуры ДНК. Эта модель не только объясняет процессы репликации и хранения наследственной информации, но и позволяет выдвинуть убедительную гипотезу о механизме спонтанных мутаций, связывающую их возникновение с включением некомплементарных оснований при репликации. Такой механизм предполагает зависимость мутационного процесса от репликации. И действительно в ряде работ на микроорганизмах подтвердилось, что почти все мутации происходят в делящихся клетках [1668]. Эта концепция дала новый импульс статистическим исследованиям, посвященным изучению влияния отцовского возраста на [c.171]

Доказательство полуконсервативного механизма репликации ДНК послужило и первым прямым доказательством справедливости модели Дж. Уотсона и Ф. Крика. [c.125]

Модель структуры ДНК в виде двойной спирали, предложенная Уотсоном и Криком, описана в разд. 3.6.3. Одна из самых привлекательных особенностей этой модели состоит в том, что она одновременно показывает, каким способом может происходить репликация ДНК. Уотсон и Крик высказали предположение, что две цепи, образующие спираль, могут раскручиваться и разделяться при этом они служат матрицами, к которым путем спаривания оснований пристраивается комплементарная цепочка нуклеотидов. Таким образом из каждой исходной молекулы ДНК возникают две копии с идентичной структурой. [c.163]

Таким образом, модель, предложенная Уотсоном и Криком, соответствовала рентгеноструктурным данным и давала структуру ДНК, позволявшую не только объяснить ее физико-химические свойства, но и выдвинуть предположение о способе удвоения ДНК в процессе репликации на основании принципа комплементарности Однако модель нуждалась в экспериментальных подтверждениях. [c.254]

При консервативном типе репликации исходная ДНК остается неизменной во время всего процесса репликации и дочерние ДНК полностью состоят из вновь синтезированной ДНК. При полуконсервативном типе репликации в каждом акте репликации половина родительской ДНК переходит в дочернюю. Полу-консервативная схема репликации была предложена Уотсоном и Криком как логическое дополнение к созданной ими модели строения ДНК. Они предположили, что при репликации комплементарные цепи двойной спирали ДНК раскручиваются и каждая из них служит матрицей для синтеза новой цепи ДНК. Рассматривались также и другие механизмы, с помощью которых может осуществляться полуконсервативный тип репликации. [c.327]

В форме В, описанной моделью Дж. Уотсона и Ф. Крика, на один виток спирали приходится 10 пар оснований, шаг спирали 3,4 нм, диаметр 1,8 нм, угол наклона к оси 0°. Форма В, по-видимому, благоприятна для процесса репликации. В форме А на один виток приходится 11 пар оснований, шаг спирали 2,8 нм, угол наклона на плоскости оснований к оси составляет 20°. Форма А является предпочтительной для процессов транскрипции. Форма С, выявленная у ряда вирусов и в составе надмолекулярных структур хроматина, имеет 9,3 пары оснований в витке с углом наклона — 5°. [c.181]

Структура ДНК, предложенная Уотсоном и Криком, из пространственных моделей, предполагает наличие в молекуле двух цепей (тяжей), которые только при репликации временно образуют отдельные участки, не скрепленные водородными связями. Однако открытие у некоторых бактериофагов однотяжевой ДНК, для которой А =Т и Г=5 Ц [1], заставило по-новому взглянуть на природу нативной ДНК. Существование РНК в однотяжевой форме общеизвестно [2). Следовательно, вопрос о конформациях однотяжевых полимеров важен не только для понимания строения и функций обычных двухтяжевых нуклеиновых кислот, но представляет и самостоятельный интерес. [c.166]

Модель двухспиральной молекулы ДНК позволила сразу же предложить механизм репликации ДНК. Уотсон и Крик опубликовали свою гипотезу через месяц после того, как представили модель структуры ДНК в виде прекрасной статьи, отличавшейся простотой и ясностью. [c.14]

Рис. 4,13. Предложен- Родительская ная Уотсоном и Криком модель репликации двойной спирали ДНК.

Идея самовоспроизводства, или репликация, ДНК, следовавшая из модели Уотсона — Крика, была подтверждена открытием фермента ДНК-полимеразы (А. Корнберг, 1957). [c.297]

Самой замечательной особенностью модели Уотсона— Крика было то, что она необыкновенно изящно решала самую главную проблему — проблему репликации гена. Если мы разведем в стороны две нити, а потом на каждой нарастим, согласно принципу комплементарности, по новой нити, то получим из одной молекулы ДНК две, причем обе будут идентичны исходной (рис. 5). [c.21]

С ТОЧКИ Зрения фундаментальной структуры и биологической правильности спаривание АсТиОсСне вызывает сомнений. Эта комплиментарность лежит в основе корреляции между структурой и функцией нуклеиновых кислот (см. гл. 22.5). Она является также основной особенностью предложенной недавно альтернативной вторичной структуры ДНК, где сделана попытка решить одну проблему, на которую не дает ответа модель Уотсона-Крика. Это ни что иное как серьезные топологические затруднения, возникающие при разделении цепей полностью заплетенной двойной спирали ДНК в процессе биологической репликации (см. разд. 22.5.1.1). [c.46]

Два больших открытия, сделанные в 1953 г., ознаменовали наступление новой эры в биохимии. В этом году Джеймс Д. Уотсон и Фрэнсис Крик в Кембридже (Англия) создали модель структуры ДНК (двойную спираль) и высказали предположение о структурной основе точной репликации ДНК. В этом предположении, по существу (хотя и не в явной форме), была выражена идея о том, что последовательность нуклеотидных звеньев ДНК содержит в себе закодированную генетическую информацию. В том же году Фредерик Сэнгер, работавший в Кембридже в той же лаборатории, расшифровал последовательность аминокислот в полипептидных цепях гормона инсулина. Это достижение само по себе имело большое значение, так как в течение долгого времени считалось, что определение аминокислотной последовательности полипептида представляет собой совершенно безнадежную по трудности задачу. Но, кроме того, результаты, полученные Сэнгером, практически одновременно с появлением гипотезы Уотсона-Крика, тоже наводили на мысль о существовании какой-то связи между нуклеотидной последовательностью ДНК и аминокислотной последовательностью белков. В следующее десятилети Ь эта идея привела к расшифровке всех содержащихся в ДНК и РНК нуклеотидных кодовых слов, которые однозначно определяют аминокислотную последовательность белковых молекул. [c.146]

Результаты описанного опыта, проведенного Мезельсоном и Сталем [10], согласуются с полуконсервативной моделью репликации ДНК, по которой под двумя субъединицами подразумеваются две одинарные цени спирали ДНК, предполагаемые гипотезой Уотсона и Крика. Эта точка зрения подтверждается экспериментально тем, что связи, удерживаюш ие гибридные субъединицы между собой, разрываются в том же интервале температур, в котором рвутся водородные связи между основаниями в двухцепочечной молекуле ДНК при полном ее плавлении . [c.196]

Репликация ДНК — система ферментативных процессов, ведущих к образованию и воспроизведению ДНК в клетке. Исходным пунктом множества гипотез, объясняющих репликацию ДНК, служит предположение о том, что ДНК как химический материал гена должна синтезироваться в виде копий (реплик) уже существующих молекул. Это подтверждается тем, что по нуклеотидному составу вновь синтезированная ДНК такая же, как ДНК-матрица. Макромолекулярная модель ДНК, предложенная Уотсоном и Криком, помогает объяснить механизм репликации. Легко представить произвольный участок молекулы ДНК с определенной последовательностью нуклеотидов (рис. 22, верхняя часть рисунка). В соответствующих у повиях две полинуклеотидаые цепи ДНК раскручиваются и, отделяясь друг от друга, образуют одиночные цепи (рис. 22, средняя часть). Затем к каждому из оснований любой из одиночных цепей о участием ДНК-зависимой ДНК-полимеразы по принципу компле- [c.73]

По модели Уотсона — Крика двум цепям двойной спирали присуща противоположная полярность (стр. 68). При этом считается, что каждая цепь может выполнять роль матрицы при формировании новой цепи, осуществляя точную репликацию, приводящую к образованию двух дочерних спиралей, идентичных друг другу и родительской ДНК. Результаты, полученные с помощью анализа ближайшего соседствования, подтверждают этот механизм. Например, последовательность АфА встречается так же часто, как и последовательность ТфТ такая же закономерность наблюдается для пар ГфГ и ЦфЦ. Соответствие остальных последовательностей зависит от того, обладают. ли цепи двойной спирали одинаковой или противоположной полярностью (фиг. 69). [c.206]

Изучение внутриклеточного размножения фага 0X174 позволило создать следующую картину репликации его генетического материала (фиг. 139) при вхождении в клетку-хозяина одноцепочечная кольцевая молекула ДНК родительского фага, или плюо>-цепь, служит сначала в качестве матрицы для синтеза комплементарной минусу>-цепи, в результате чего образуется двухцепочечная кольцевая РФ-структура. Репликация РФ протекает обычным полуконсервативным способом, в соответствии с моделью Уотсона — Крика, так что число РФ-молекул на зараженную клетку возрастает на ранних стадиях латентного периода. Однако на более поздних стадиях, когда в клетке уже имеется определенный пул субъединиц белка фаговой головки, начинается асимметричный процесс репликации ДНК, когда только минус -цепь РФ-кольца служит в качестве матрицы для синтеза комплементарной плюс -цепи. С ростом новой плюс -цепи старая плюс -цепь вытесняется из РФ н заключается в белковую оболочку, превращаясь, таким образом, в одноцепочечный генетический материал зрелой инфекционной частицы фага 0X174. [c.277]

Модель Уотсона-Крика позволяет представить себе, как может удваиваться нативная молекула ДНК, образуя две одинаковые дочерние молекулы. Поскольку две цепи ДНК комплементарны, каждая из них при расплетании двойной спирали может служить матрицей для синтеза новой комплементарной цепи. Последовательность оснований во вновь синтезируемой цепи будет определяться спецификой водородных связей между основаниями цепи-щаблона и вновь образуемой цепи (рис. 4.13). Таким образом, генетическая информация, содержавшаяся в последовательности пар оснований родительской молекулы, будет полностью воспроизведена в двух дочерних молекулах. Более того, если в процессе удвоения ДНК произошла ошибка и какой-то нуклеотид во вновь образуемой цепи выпал или оказался некомплементарным исходному, то это может изменить информационное содержание молекулы, причем можно ожидать, что эта ошибка будет передана дочерним молекулам ДНК в следующих поколениях. Такая замена пары нуклеотидов может обладать свойствами генетических мутаций. Таким образом, модель структуры ДНК Уотсона и Крика объясняет как способность генов к самоудвоению (репликации), так и их информационные свойства. [c.107]

Модель двойной спирали ДНК была предложена в 1953 г. и знаменовала рождение новой науки - молекулярной биологии. Однако прошло пять лет, прежде чем были получены первые убедительные экспериментальные подтверждения модели Уотсона-Крика в работах Мэтью Ме-зелсона и Франклина Сталя. В этих экспериментах было показано, что в точном соответствии с предсказаниями модели репликация ДНК происходит полуконсервативно каждая дочерняя молекула ДНК состоит из одной интактной (консервативной) цепи, полученной от родительской [c.108]

На модели Уотсона — Крика по вертикали — две фосфатно-дезоксирибозные нити горизонтальные линии — пары азотистых оснований, связывающие эти нити. Комплементарное строение обеих нитей обеспечивает точную их репликацию (рис. 45). На схеме воспроизведения хромосом можно видеть, что после расхождения нитей двойной цепи они дополняются за счет свободных оснований, причем каждая группа Г присоединяет к себе группу Ц, а каждая группа А— группу Т и т. д. [c.84]

Необходимо указать, что конфигурация двойной спирали ДНК сильно меняется в зависимости от количественного содержания воды и ионной силы окружающей среды. Методами рентгеноструктурного анализа доказано существование по крайней мере 6 форм ДНК, названных А-, В-, С-, 0-, Е- и 2-формами. Конфигурация двух из них в простейшей форме представлена на рис. 3.1, б и в. Можно увидеть, что у А-формы наблюдается некоторое смещение пар оснований от оси молекулы к периферии, что отражается на размерах (2,8 нм—длина одного витка, в котором вместо 10 содержится 11 мононуклеотидов меняется расстояние между нуклеотидами и др.). Если А- и В-формы представляют собой правозакрученную двойную спираль, то 2-форма (зигзагообразная) ДНК имеет левозакрученную конфигурацию, в которой фосфодиэфирный остов располагается зигзагообразно вдоль оси молекулы. Параллельно фосфодиэфирному остову в структуре А- и В-форм ДНК имеются большая и малая бороздки (желобки) — сайты, где присоединяются белки, выполняющие, очевидно, регуляторные функции при экспрессии генов. В настоящее время есть основание считать, что между А- и В-формами ДНК осуществляются взаимные переходы при изменении концентрации соли и степени гидратации. В-форма ДНК больше всего подходит к модели Уотсона и Крика. В этих переходах, которые могут быть вызваны растворителями или белками, очевидно, заключен определенный биологический смысл. Предполагают, что в А-форме ДНК выполняет роль матрицы в процессе транскрипции (синтез РНК на молекуле ДНК), а в В-форме—роль матрицы в процессе репликации (синтез ДНК на молекуле ДНК). [c.110]

Исходя из модели ДНК Уотсон и Крик выдвинули гипотезу, согласно которой, две нити ДНК расходятся (в определенный период жизни клетки) и каждая из них индуцирует синтез себе комплементарной нити [126]. Однако вначале было неясным, становится ли молекула ДНК действительно деспирализованной (полуконсервативный способ репликации) или она остается в виде исходной спирали (консервативный способ репликации ДНК), а, возможно, молекула ДНК расщепляется на фрагменты, которые затем копируются (дисперсивный метод репликации). [c.93]

Репликация ДНК. У бактерий, так же как и у высших организмов, носителем генетической информации служит ДНК. Рассматривая структуру клетки, мы уже говорили о том, что бактериальная ДНК представляет собой двойную спираль, замкнутую в кольцо. Сразу же возникает вопрос как сохраняется наследственная информация при росте и размножении клеток Перед их делением происходит идентичная редупликация, или репликация, генов. Этот процесс можно удовлетворительно объяснить, исходя из модели структуры ДНК, предложенной Уотсоном и Криком, и из механизма удвоения ДНК, теперь уже известного (см. с. 36). Две цепи двойной спирали ДНК комплементарны друг другу. На каждой цепи из структурных элементов ДНК-дезоксирибонукле-озидтрифосфатов-синтезируется новая цепь при этом с каждым из оснований спаривается комплементарное ему основание, так что каждая из двух новых цепей опять-таки будет комплементарна родительской цепи. Обе новые двойные спирали состоят из одной родительской и одной вновь синтезированной цепи. Эта точная репликация ДНК гарантирует сохранение генетической информации. [c.435]

Репликация последовательности при ферментативных (Е. соН) синтезах ДНК была изучена с использованием меченных Р субстратов и ДНК затравки, изолированной из вирусных, бактериальных и животных источников. Гидролиз полученных полидезоксинуклеотидов диэстеразой до дезоксинуклеозид-З -фосфатов с последующим определением распределения радиоактивности показал, что в каждом случае присутствуют все 16 возможных динуклеотидных (ближайший сосед) последовательностей, что это распределение является уникальным, не случайным, репродуцируемым и не предопределяется нуклеотидным составом затравочной ДНК и что эта ферментативная репликация включает образование пар аденин — тимин и гуанин — цитозин в двух цепях с противоположной последовательностью оснований (т. е. с противоположной полярностью ), как в модели Уотсона и Крика. [c.322]

После установления химической природы наследственного материала проблема самовоспроизведения (репликации) хромосом, а точнее — генотипа превратилась в проблему репликации ДНК. Первостепенное значение для решения этой проблемы имела разработка модели строения ДНК Ф. Криком и Дж. Уотсоном в 1953 г. Структура двойной спирали позволяла представить простой механизм репликации ДНК двойная спираль сначала раскручивается, цепи расходятся, а затем каждая одноцепочечная половина молекулы ДНК достраивается до целой, двухцепочечной молеьсулы [c.119]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология