Точки начала репликации двухцепочечной ДНК

Двухцепочечные ДНК прокариот, имеющие кольцевую ковалентно-замкнутую форму, образуют левые (-) суперспирали. Суперспирализация прежде всего необходима для упаковки громадной молекулы ДНК в малом объеме клетки. Например, ДНК Е. соИ имеет длину более 1 мм, в то время как длина клетки не превышает 5 мкм. Помимо этого, суперспирализация ДНК, облегчающая ее расплетение, обеспечивает начало репликации и транскрипции (рис. 14.5). [c.182]

Инициация репликации в точках начала репликации двухцепочечной ДНК [c.425]

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]

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, разветвленная структура — модель Корнберга, поясндкмцая разветвлен-ность ДНК, синтезируемой т х>Иго. Репликация двухцепочечной ДНК, как известно, может осущтетвляться лишь в том случае, когда в полинуклеотидной цепи есть одиночный разрыв. При этом открывшаяся З -гидроксильная группа выполняет функцию затравки, и новая растущая цепь вытесняет старую комплементарную цепь, начиная с 5 -фосфатного конца. В одной из точек фермент может тойти с первоначальной матричной цепи и начать копирование комплементарной цепи. Это и влечет за собой образование разветвленной структуры. [c.52]

Инициация образования новых цепей ДНК. В отличие от РНК, синтез которой инициируется РНК-репликазами (разд. 2.5) и РНК-полимеразами (часть HI), для инициации синтеза ДНК требуется затравка (праймер). Сначала синтезируются короткие РНК-праймеры, которые затем наращиваются в виде цепей ДНК. Нри переводе кольцевой одноцепочечной ДНК фага М13 в двухцепочечную репликативную форму для синтеза коротких сегментов РНК в точке начала репликации используется РНК-полимераза-холофермент (рис. 2.27). Нри репликации других одноцепочечных кольцевых фаговых ДНК (G4) РНК-праймер синтезируется специальной [c.86]

Чтобы реплицировать митохондриальную ДНК млекопитающих, короткая цепь в D-петле вначале удлиняется. Вытесняемая область исходной L-цепи становится длиннее и расширяет D-петлю. Расширение продолжается до тех пор, пока не достигает точки, находящейся на расстоянии, составляющем примерно 61% длины кольца. Репликация этой области раскрывает точку начала в вытесняемой L-цепи. В этом сайте инициируется синтез Н-цепи, протекающий вдоль вытесненной одноцепочечной L-матрицы в противоположном направлении от синтеза L-цепи. Из-за задержки в начале такого синтеза Н-цепь синтезируется только на 30-40% длины кольца к моменту завершения синтеза L-цепи. В результате освобождаются одна полная двухцепочечная кольцевая молекула и одна кольцевая молекула, содержащая брешь (пробел), которая до завершения синтеза Н-цепи остается частично одноцепочечной. Наконец, осуществляется сшивка новых цепей, которые становятся ковалентно замкнутыми. [c.405]

Методы, используемые нами для синтеза равномерно меченных и меченных по концам одноцепочечных ДНК-зондов, очень похожи. Принцип их проиллюстрирован на рис. 10. Фрагмент ДНК, который предстоит исследовать, клонируется в репликативной форме бактериофага или в плазмидном векторе, продуцирующем одноцепочечные кольцевые молекулы только одной ориентации. Две наиболее распространенные системы такого типа — бактериофаг М13 и плазмиды, несущие точки начала репликации фага М13. Олигонуклеотидный праймер реассоциируют с одноцепочечной кольцевой молекулой так, чтобы он инициировал синтез ДНК на матрице тестируемой вставки в направлении от 5 - к З -концу. Для равномерно меченных зондов один из используемых при синтезе dNTP метится изотопами Р или в альфа-положении. Для зондов с концевой меткой олигонуклеотид метят по 5 -концу [y- PjATP, а для синтеза ДНК используют холодные dNTP. По окончании синтеза ДНК обрабатывается рестриктазой, расщепляющей кольцевую молекулу у конца вставки, противоположном сайту реассоциации с олигонуклеотидным праймером. В результате такой реакции получается линейный фрагмент ДНК, состоящий частично из двухцепочечного и частично из одноцепочечного участков. Денатурируя ДНК и проводя препаративный электрофорез в поли- [c.167]

Маловероятно, что нарушение структуры ДНК, необходимое для образования клеверного листа , происходит спонтанно, поскольку такая форма сушественно менее стабильна, чем обычная двухцепочечная ДНК. Ее появлению могут способствовать посторонние факторы, такие, как напряжение от суперспирализации и стабилизация белками. Если вся эта последовательность ДНК действительно необходима для выполнения функции начала репликации, то ее с уверенностью можно назвать самым большим t/ис-действуюшим сайтом среди когда-либо найденных. (Двухцепочечные последовательности промоторов и операторов намного короче.) [c.399]

До сих пор мы условно допускали, что репликационная вилка представляет собой сайт, в котором синтезируются обе новые цепи ДНК. В линейной молекуле независимо от того, идет репликация в одном или в двух направлениях, движение вилки (вилок) формирует глазок (рис. 31.4). Если матрицей служит кольцевая ДНК, реплицирующаяся молекула принимает форму 9-струк-гуры (рис. 31.5), однако возможен и другой исход. Предположим, что репликация одной цепи двухцепочечной молекулы начинается в точке начала. Разрез открывает одну цепь, и свободный З -ОН-конец, образовавшийся при этом, нарацдавается с помощью ДНК-полимеразы. Вновь синтезируемая цепь вытесняет исходную родительскую. Последующие события изображены на рис. 31.14. [c.404]

Другой тип поведения репликационной вилки идентифицирован в некоторых митохондриях. Репликация начинается в специфической точке начала в кольцевой двухцепочечной ДНК. Но первоначально только одна из двух родительских цепей (Н-цепь в митохондриальной ДНК млекопитающих) используется в качестве матрицы для синтеза новой цепи. Синтез происходит только на коротком участке и вызывает вытеснение исходной комплементарной (L) цепи, которая остается одноцепочечной (рис. 31.15). Происходящие в этой области события были названы вытеснением (displa ement), а образующаяся при этом структура D-петлей. [c.405]

Репликация по типу катящеахя кольца. Некоторые двухцепочечные кольцевые хромосомы реплицируются альтернативным способом, называемым репликацией по типу катящегося Еольпа (рис. 2.33). В этом случае двух цеп очечная кольцевая ДНК надрезается специфическим ферментом в уникальном сайте одной цепи (точке начала катящегося кольца), и к образовавщемуся в результате надреза З -гидро-ксильному концу с помощью Pol Ш-хол о фермента [c.89]

В основу одной из моделей рекомбинации были положены данные, полученные при изучении фагов к и Т4. Согласно этой модели, ген ехо -фага % (рис. 15-22) не нужен для репликации, но необходим для -общей рекомбинации. Продуктом этого гена является, как это было показано, 5 -3 -экзонуклеаза. Возможный механизм действия этого фермента в процессе рекомбинации показан на рис. 15-31. Процесс начи- нается действием эндонуклеазы, осуществляющей одноцепочечные разрывы в произвольных местах двухцепочечных молекул ДНК- Затем вступает в действие специальная экзонуклеаза, которая расширяет эти разрывы, превращает их в незаполненные промежутки. Оставшиеся при этом открытыми гомологические участки одних молекул будут стремиться присоединить комплементарные участки других молекул (рис. 15-31, стадия б) и образовывать Н-образные гетеродуплексные структуры. Перемещение точки ветвления (рис. 15-31, стадия в) приведет к удлинению гетеродуплексного участка и появлению короткой ветви. В случае реплицирующего фага Т4 были получены электронные микрофотографии [221] разветвленных молекул ДНК такого типа, JtaK показанные на рис. 15-29. В результате действия эндонуклеазы на разветвленные структуры (рис. 15-31, стадия г) будут образовываться надрезы . Любые одноцепочечные промежутки могут быть заполнены при помощи ДНК-полимеразы (рис. 15-31, стадия в), а разрывы могут быть сшиты полинуклеозид-лигазой. [c.282]

Одна из двух точек ветвления, pi или р , должна соответствовать репликационной Y-вилке, а другая — точке, в которой репликация кольцевой структуры началась. Хорошо видно, что суммарная длина цепей, образующих участки А + В или Б + В, соответствующая длине одного полного нереплицированного ядра (т. е. всей клеточной ДНК) Е. соН, составляет 1100 мкм (или примерно в 500 раз превышает длину клетки Е. соН). Так как в двухцепочечной ДНК содержится десять пар оснований на каждые 34 А, или 3,4-10 мкм ее длины (гл. VHI), мы можем теперь подсчитать, что ДНК, или геном Е. соИ, состоит из [c.202]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология