Точки начала репликации

ДНК Е. oli реплицируется полуконсервативным способом, так что каждая дочерняя двойная спираль состоит из одной родительской и одной новообразованной цепи. Кольцевая бактериальная хромосома реплицируется в двух направлениях из одной и той же точки начала репликации. Некоторые вирусные ДНК реплицируются по механизму катящегося кольца . [c.922]

Как мы уже говорили, внехромосомная ДНК, не содержащая точки начала репликации, не [c.59]

Эту проблему решали разными путями. Например, сконструировали пакующую клеточную линию, содержащую Е1-область и ряд аденовирусных генов, которые не входят в состав трансдуцирующей ДНК и не попадают в клетки-мишени. Затем удалось добиться того, чтобы ни один из аденовирусных генов не включался в трансдуцирующую ДНК. Для этого линеаризовали плазмиду Е. соН (28 т. п. н.), которая обеспечивает экспрессию одного или большего числа терапевтических генов и не содержит аденовирусных генов, и пришили к ее концам фрагменты ДНК (по 4 т. п. п.), содержащие точку начала репликации аденовирусной ДНК, последовательность, ответственную за ее упаковку, и сигнал терминации. Длина продукта лигирования (36 т. п. н.) соответствует длине полноразмерного генома аденовируса. Затем полученным продуктом и аденовирусным гено- [c.494]

А — родительская молекула ДНК Б — промежуточные репликативные формы Б — дочерние молекулы ДНК после завершения процесса репликации и расхождения I — точка начала репликации черными стрелками показано направление [c.57]

В эукариотических ДНК много точек начала репликации [c.898]

Точка начала репликации [c.397]

Вторая трудность состоит в том, что при копировании двух-цепочечной ДНК две матричные цепи прочитываются в противоположных направлениях (одна от З -конца к 5 -концу, а другая—от 5 -конца к З -концу), в то время как все полимеразы считывают свои матрицы с З -конца и все попытки найти ДНК-полимеразу, действующую в обратном направлении, не дали результатов. То, что одна цепь ДНК должна считываться в неправильном направлении, вытекает уже из того факта, что при образовании двух двухцепочечных молекул из одной процесс протекает с одного конца исходной молекулы ДНК ДО другого, а две цепи этой молекулы имеют противоположное направление. Это же явление имеет место в случае репликации кольцевых хромосом бактерий каждый цикл начинается в определенной точке (начало репликации) и продолжается в обе стороны, причем две репликативные вилки встречаются в точке, диаметрально противоположной точке старта [413]. Это может происходить только в том случае, если половина каждой цепи считывается в неправильном направлении. [c.17]

У петит-мутанта может сохраниться любая последовательность митохондриальной ДНК. Это означает, что все участки ДНК могут реплицироваться независимо. Мы не знаем, какой механизм обеспечивает такую способность, и связана ли она с наличием структуры, аналогичной точке начала репликации (гл. 31). [c.288]

Другие могут играть роль сигнальных последовательностей, узнаваемых белками к ним относятся промоторы транскрипции, точки начала репликации ДНК, сайты скручивания хромосом, точки прикрепления кинетохоры и другие элементы, необходимые для осуществления клеточных функций. Очень немногие из этих последовательностей охарактеризованы до такой степени, чтобы определенной последовательности могла быть приписана определенная функция. В самом деле, единственная такая последовательность в эукариотическом геноме, некоторые свойства которой известны,-это промотор транскрипции. Если говорить и о вирусных геномах, то имеются также данные о точках начала репликации ДНК. На основе небольшого количества имеющихся данных можно предположить, что сигнальные последовательности такого типа, по-видимому, имеют небольшую длину. [c.298]

Нам хотелось бы знать последовательности нуклеотидов, которые функционируют в качестве точек начала репликации, и способы их узнавания соответствующими белками аппарата репликации. Кроме того, необходимо ответить на вопрос, что именно узнается двухцепочечная нуклеотидная последовательность или какая-то альтернативная вторичная структура. Очень важно иметь представление и о том, с помощью какого механизма регуляторным белкам удается инициировать только один цикл репликации на каждый цикл клеточного деления. [c.396]

ДНК области начала репликации может быть выделена благодаря ее способности поддерживать репликацию любой последовательности ДНК, к которой она присоединена. Принцип такого подхода состоит в клонировании ДНК из области, несущей точку начала репликации, в такой молекуле ДНК, которая имеет подходящие генетические маркеры, но утратила точку начала. Подобная реконструкция приведет к образованию плазмиды, способной автономно реплицироваться лишь в том случае, если ДНК из области точки начала репликации будет содержать все необходимые для функционирования последовательности. (Такой подход был использован для идентификации центромерной или теломерной ДНК у дрожжей по их влиянию на выживаемость плазмиды гл. 28.) [c.398]

При делении (35/0 мин) клетка получает частично реплицированную хромосому. Репликационная вилка продолжает двигаться. Через 10 мин, когда старая репликационная вилка еще не достигла терминатора, в обеих точках начала репликации частично реплицированной хромосомы происходит инициация репликации. Начало движения этих новых репликационных вилок создает хромосому со многими вилками. Через 15 мин, т.е. за 20 мин до следующего деления, старая репликационная вилка достигает терминаторной точки. Две дочерние хромосомы разделяются. Каждая из них уже частично реплицирована с помощью новых репликационных вилок (теперь это единственные репликационные вилки). Эти вилки продолжают двигаться. В точке деления две частично реплицированные хромосомы сегрегируют. В результате восстанавливается то состояние, которое было вначале. Одна репликационная вилка становится старой , она достигает точки терминации через 14 мин, а спустя 20 мин происходит деление. Мы видим, что событие инициации происходит перед событием деления, с которым оно связано, за период, соответствующий 1 /35 клеточных циклов. Основной принцип связи между инициацией и ци- [c.400]

YA -векторы, которые также используются для клонирования больших фрагментов ДНК, представляют собой искусственную дрожжевую минихромосому. YA -вектор содержит центромеру, теломеры и точку начала репликации. В такой вектор можно встроить фрагменты чужеродной ДНК размером более 100 т. н. п., и такая минихромосома, введенная в клетки дрожжей, будет реплицироваться и вести себя аналогично другим дрожжевым хромосомам при митотическом делении. [c.41]

Рис. 31.8. Точка начала репликации у Е. oli имеет палиндромные последовательности, способные формировать сложную вторичную структуру.

Как узнает клетка, когда именно следует инициировать цикл репликации Событие инициации происходит при постоянном соотношении клеточной массы и числа точек начала репликации. Клетки, растущие быстрее, имеют большую массу и поэтому обладают большим числом точек начала репликации. Как показано на рис. 31.9, в точке, соответствующей 10 мин после деления, клеточная масса увеличена достаточно, для того чтобы поддержать событие инициации в обеих доступных точках начала репликации. [c.401]

Независимо от того, какой тип регуляции используется, рост бактерии может быть описан в значениях клеточных единиц, имеющих длину 1,7 мкм. Бактерия содержит одну точку начала репликации на клеточную единицу быстро растущая клетка с двумя точками начала репликации должна иметь длину более 3,4 мкм. Топологическая связь между событием инициации и структурой клетки может определяться наличием сайта роста в клетке, единственного участка, в котором может происходить инициация. На одну клеточную единицу должен приходиться один сайт роста. [c.401]

Бинарный вектор. Другой, более простой и поэтому более часто применяемый метод введения чужеродной ДНК заключается в использовании бинарных векторов. Как уже упоминалось, для заражения и трансформации растительных клеток агробактериям необходима vir-o6-ласть, ответственная за перенос ДНК, и прямые повторы, ограничивающие район Т-ДНК. Более того, угУ-область и пограничные повторы Т-ДНК не обязательно должны находиться в одной плазмиде. Система бинарных векторов основана на том, что в агробактериальной клетке, используемой для трасформации растений, одновременно находятся две плазмиды. Одна содержит область пограничных повторов Т-ДНК, а другая — v/r-область. Обе плазмиды могут независимо реплицироваться в клетках агробактерии, однако, поодиночке не могут приводить к трансформации растений. При этом плазмида, несущая Т-ДНК, содержит в своем составе фрагменты плазмиды Е. соИ (в том числе и точку начала репликации), что позволяет проводить все манипуляции по клонированию в клетках Е. соИ и намного упрощает весь процесс. Аналогично коинтегра-тивному вектору нужный ген (целевой) и ген селективного маркера встраиваются в область Т-ДНК, и затем такая рекомбинантная плазмида вводится в клетки агробактерии, которые уже несут другую плазмиду с угг-областью. В отличие от коинтегративных векторов не происходит гомологичной рекомбинации между двумя плазмидами и их объединения в единую векторную молекулу. Белки, экспрессируемые уг>-генами одной плазмиды, вырезают и встраивают в растительный геном области Т-ДНК с чужеродными генами другой плазмиды. В настоящее время такие бинарные векторы наиболее часто используются для трансформации растительных клеток. [c.56]

Этап И — элонгация синтеза ДНК—включает два кажущихся одинаковыми, но резко различающихся по механизму синтеза лидирующей и отстающей цепей на обеих материнских цепях ДНК. Синтез лидирующей цепи начинается с синтеза праймера (при участии праймазы) у точки начала репликации, затем к праймеру присоединяются дезоксирибонуклеотиды под действием ДНК-полимеразы III далее синтез протекает непрерывно, следуя шагу репликационной вилки. Синтез отстающей цепи, напротив, протекает в направлении, обратном движению репликационной вилки и начинается фрагментарно. Фрагменты всякий раз синтезируются раздельно, начиная с синтеза праймера, который может переноситься с готового фрагмента при помощи одного из белковых факторов репликации в точку старта биосинтеза последующего фрагмента противоположно направлению синтеза фрагментов. Элонгация завершается отделением олигорибонуклеотидных праймеров, объединением отдельных фрагментов ДНК при помощи ДНК-лигаз и формированием дочерней цепи ДНК. Нельзя исключить, однако, возможности сопряженного и согласованного механизма синтеза лидирующей и отстающей цепей ДНК при участии полимераз и всего комплекса праймасом. [c.486]

Полимеризация дочерней ДНК на матрице ДНК приводит к ее удвоению или репликации. Для реализации механизма репликации необходима матрица — расплетенная цепь ДНК, субстраты, участвующие в полимеризации ДНК, ферменты, катализирующие этот процесс, ионы Mg " , а также белковые факторы, обеспечивающие деспирализацию двухнитевой ДНК. У прокариот ДНК имеет форму кольца, причем в определенном оп-сайте (origin — начало репликации) цепи расходятся и образуются две репликативных вилки, движущиеся в противоположньгх направлениях. У эукариот имеется большое число оп-сайтов, и репликация проходит одновременно на многих участках ДНК. В точках начала репликации отмечено большое количество А=Т пар оснований, соединенных всего лишь двумя водородными связями, что способствует более легкому разрыву и расхождению цепей. [c.450]

Первоначально считали, что репликация начинается в фиксированной точке родительской ДНК (она называется точкой начала репликации) и что единственная репликативная вижа движется по кольцевой молекуле ДНК в одном направлении (рис, 2Я-3). Однако последующие эксперименты, проведенные на хромосомах Е. соИ и вирусов, показали, что [c.897]

Рис. 28-3. Репликация хромосомы Е. соН. А. Схематическое изображение меченной тритием хромосомы Е. oli в ходе репликации. Б. Интерпретация процесса репликации (новосинтези-рованные дочерние цепи обозначены красным цветом). Согласно одной модели, от точки начала репликации движется только одна репликативная вилка. Согласно другой модели, в точке назала репликации возникают две репликативные вилки, которые движутся в противоположных направлениях до встречи друг с другом. Хромосомы Е. соИ и других бактерий, а также многих ДНК-содержащих вирусов реплицируются в соответствии со второй моделью.

Рис. 28-4. Репликация эукариотической хромосомы. А. Схематическое изображение реплицирующегося участка ДНК из яиц Drosophila те-lanogaster. Видны пузырьки , или глазки , которые образуются при репликации, происходящей во многих точках в соответствии с моделью с двумя репликативными вилками. Б. Одновременно во множестве точек (точки начала репликации) возникают две репликативные вилки. Репликация продолжается до полного завершения синтеза дочерних цепей (обозначены красным цветом). Затем новые дуплексы разделяются каждый из них содержит одну родительскую цепь (черная) и одну дочернюю пепь (красная).

Ранние исследования Корнберга и его коллег открыли путь к прямому изучению репликации ДНК, однако и по сей день у нас нет полной и детальной картины процесса репликации, даже в случае вирусной ДНК, образующей всего лишь одну небольщую хромосому. Сегодня благодаря усилиям Корнберга и многих других исследователей мы знаем, что для репликации необходима не только ДНК-полимераза. В этом процессе, по-видимому, участвуют больше двадцати различных ферментов и белков, каждый из которых выполняет определенную функцию, Репликация состоит из большого числа последовательных этапов, которые включают узнавание точки начала репликации, расплетание родительского дуплекса, удержание его цепей на достаточном расстоянии друг от друга, инициацию синтеза новых дочерних цепей, их элонгацию, закручивание цепей в спираль и, наконец, терминацию репликации. Все эти этапы процесса репликации протекают с очень высокой скоростью и исключительной точностью. Весь комплекс, состояший более чем из двадцати репликативных ферментов и факторов, называют ДНК-репликазной системой, или реплисомой. Рассмотрим в общих чертах основные этапы процесса репли- [c.902]

Генетические исследования показали, что все Ti-плазмиды имеют сходное строение и содержат последовательности, которые можно поделить на две фуппы 1) необходимые для метаболизма самой агробактерии (гены катаболизма опинов, точка начала репликации плазмиды и т. д.) 2) необходимые для трансформации растительной клетки (см. ниже). При этом следует особо отметить, что гены первой группы имеют прокариотический тип промотора и могут функционировать только в бактериальной клетке, а второй группы — могут работать в растительной [c.51]

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]

В состав Alu-последовательности входит участок размером 14 п.п., практически идентичный последовательности, присутствующей в точке начала репликации папова-вирусов (таких, как SV-40), и вируса гепатита В. Это, возможно, указывает на связь Alu-семейства с точками начала репликации генома эукариот, хотя этому противоречит количество членов семейства, поскольку их число примерно в десять раз превышает число возможных точек начала репликации (гл. 31). [c.299]

Особенно хорошо изучена чувствительная к нуклеазе область мини-хромосомы вируса SV40. Короткий сегмент около точки начала репликации, непосредственно предшествующий промотору для поздней единицы репликации, предпочтительно расщепляется ДНКазой I, нуклеазой микрококков и другими нуклеазами (в том числе рестриктирующими ферментами). По минимальной оценке область предпочтительного расщепления имеет в длину 400 п. н., причем этот фрагмент может быть вырезан в виде свободной ДНК. [c.391]

Бактериальная хромосома содержит один репликон следовательно, единицы репликации и сегрегации совпадают. Инициация в одной точке начала репликации ведет к репликации всего генома. Наряду с хромосомой бактерии могут содержать плазмиды каждая плазмида представляет собой автономный кольцевой геном и является отдельным репликоном. Некоторые плазмиды разделяют строгость репликации бактериальной хромосомы они представлены в бактериальной клетке в виде одной копии на каждую копию хромосомы (однокопийные плазмиды). Другие плазмиды являются многокопийными, количество их копий в клетке превышает 1. ДНК каждой фаговой или вирусной частицы также составляет репликон, спо- [c.396]

Репликация может осуществляться либо в одном, либо в двух направлениях. На рис. 31.3 показано, что это зависит от количества репликационных вилок, которые отходят от точки начала репликации. При однонаправленной репликации вдоль ДНК движется одна репликационная вилка. При двунаправленной репликации от точки начала в противоположных направлениях расходятся две репликационные вилки. [c.397]

В случае определенной линейной молекулы мы можем использовать электронную микроскопию для измерения расстояния от каждого конца глазка до конца ДНК. Затем положения концов глазков в молекулах, имеющих эти структуры различных размеров, можно сравнить. Если репликация однонаправленная, только один из концов будет подвижным, другой окажется фиксированным в точке начала репликации. Если репликация двунаправленная, перемещаться будут оба конца и точка начала репликации окажется равноудаленной от них. Определенную кольцевую молекулу ДНК необходимо перевести в линейную форму до электронной микроскопии (путем обработки рестрицирующим ферментом, разрезающим ее в уникальном сайте). [c.398]

В популяции бактерий число копий генов, находящихся вблизи точки начала, увеличено, так как эта область реплицируется рано в клеточном цикле. Следовательно, локализацию точки начала репликации и способ репликации можно распознать по увеличенному числу генов, расположенных поблизости. Если репликация двунаправленная, число их уменьшается по мере увеличения удаленности от точки начала в любом направлении. [c.398]

Анализ последовательностей, соответствующих точкам начала репликации, связан с определенными трудностями, поскольку плазмиды, несущие ori , отличаются значительной нестабильностью. Однако в некоторых бактериальных штаммах такие плазмиды способны сохраняться. [c.398]

Выделенный фрагмент ДНК, несуший точку начала репликации, можно использовать для исследования отдельных функций репликации, таких, как акт инициации репликации, контроль частоты событий инициации и сегрегация реплицированных хромосом в дочерние клетки. Выделение мутантов, дефектных по любой из этих функций, дает возможность идентифицировать последовательности, контролируюшие каждое репликационное событие. [c.399]

Плазмиды, несушие в своем составе последовательность ori , сегрегируют неправильно для их стабилизации необходимо введение дополнительных последовательностей. Такой результат позволяет сделать два вывода сама точка начала репликации не несет информации, требуемой для распределения дуплицированных хромосом между дочерними клетками функции, необходимые для правильной сегрегации можно идентифицировать при выявлении последовательностей, которые придают плазмиде сегрегационную стабильность. [c.399]

Точка начала репликации бактерии Salmonella typhimurium была локализована во фрагменте из 296 пар оснований. Сравнение с Е. соИ показало, что 86% оснований в этих областях совпадают. Рассматривая последовательность одной цепи, можно предположить, что образование [c.399]

Клетки Е. oli способны расти с различными скоростями время удвоения варьирует от 18 до более чем 180 мин. Так как бактериальная хромосома представляет собой один репликон, частота репликационных циклов контролируется числом событий инициации в единственной точке начала репликации. Скорость синтеза ДНК при постоянной температуре более или менее постоянна. Репликация происходит с одинаковой скоростью до тех пор, пока не наблюдается ограничений в снабжении предшественниками. [c.399]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология