Комплементарные цепи служат матрицами друг для друга при репликации ДНК

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]

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]

Молекулы ДНК выполняют две разные функции. Первая — последовательность пуриновых и пиримидиновых оснований каждой цепи служит матрицей, с которой копируется новая цепь. Вторая -гены, составляющие ДНК, детерминируют синтез ферментов и других белков, необходимых для синтеза новых молекул ДНК. При репликации в особом участке двойной спирали ДНК происходит расплетание цепей. В результате каждая цепь начинает функционировать как матрица, на которой синтезируется новая, комплементарная цепь (рис. 1.19). Таким образом, каждая из обеих образовавщихся дочерних спиралей получает одну цепь от родительской спирали, а другую-образованную в результате синтеза de novo. Несмотря на кажущуюся логическую простоту, процесс репликации в действительности очень сложен и для его осуществления необходимо множество белков. Важ-нейщими из них являются ферменты, называемые ДНК-полимеразами. Их роль в репликации состоит в сборгк полинуклеотидных цепей из отдельных [c.32]

С того времени, как было высказано это предположение, матричная природа механизма репликации была подтверждена многочисленными данными, полученными как in vivo, так и in vitro для различных организмов. Согласно модели, репликация всех двухцепочечных ДНК полуконсервативна (рис. 22). Существуют ли в природе альтернативные способы репликации двухцепочечной ДНК (например, консервативный или дисперсный) —неизвестно. Итак, после одного раунда репликации одна цепь в каждой из двух дочерних молекул является родительской, т.е. консервативной, а другая—синтезированной заново. Если геном представлен одноцепочечной ДНК (как в некоторых вирусах), то эта единственная цепь служит матрицей для образования комплементарной цепи, с которой она об- [c.68]

Нри репликапии ДНК две пепи двойной спирали расплетаются и расходятся по мере того, как синтезируются новые пепи. Каждая родительская пепь служит матрицей для образования новой комплементарной цепи. Таким образом, репликация ДНК полуконсервативна - каждая дочерняя молекула получает одну цепь родительской молекулы ДНК. Репликация ДНК-сложный процесс, в осуществлении которого участвует много белков, в том числе ДНК-полимеразы трех типов и ДНК-лигаза. Активированные предшественники синтеза ДНК-четыре дезокси-рибонуклеозид-5 -трифосфаты. Новая цепь синтезируется в направлении 5 —>3. Этот синтез осуществляется путем нуклеофильной атаки внутреннего атома фосфора очередного дезоксинуклеозидтрифосфата 3 -гидроксильным концом цепи затравки. Самое важное состоит в том, что ДНК-по-лимераза катализирует образование фосфодиэфирной связи только в том случае, если основание очередного нуклеотида комплементарно основанию матричной цепи. Другими словами, ДНК-полимеразы — ферменты, направляемые матрицами. ДНК-полимеразы I, II и III обладают также 3 —>5 -экзонуклеазной активностью, которая увеличивает надежность репликации путем удаления не комплементарных остатков. ДНК-полимеразам I и Ш присуща, кроме того, 5 —>3 -нуклеазная активность, играющая важную роль в механизмах репликации и репарации ДНК. [c.43]

Рис. 28-5. Репликация по механизму катящегося кольца , характерная для ряда вирусных ДНК. В одной из цепей происходит разрыв, после чего к З -концу этой цепи начинают присоединяться нуклеотиды. В результате разорванная родительская цепь удлиняется комплементарно другой родительской цепи, вытесняя свой собственный 5 -конец. Затем по мере того, как вытесненная цепь сматывается с кольца, начинается ее репликация. После завершения синтеза новой дочерней цепи, комплементарной этой разматывающейся цепи, новообразованный линейный дуплекс отщепляется о помощью нуклеазы и появляется линейная вирусная ДНК. Другая новообразованная (дочерняя) цепь повторяет теперь процесс репликации ее З -конец удлиняется, а З -конец сматывается и служит матрицей для синтеза новой дочерней цепи. Таким образом, на матрице, представляющей со-бой катящееся кольцо , может быть получено много новых линейных дуплексов. Репликация по такому механизму встречается и у эукариот при синтезе тандемно повторяющихся генов рРНК. В этом случае новые гены не отщепляются, а остаются в составе одной непрерывной цепи. См. разд. 27.26 и 28.25.

Функция затравки . Процесс ферментативного синтеза ДНК на матрице ДНК, называемый репликацией, осуществляется ферментом ДНК полимеразой. В опытах (in vitro) вне клетки или вне организма, а также при синтезе ДНК в клетке (in vivo) установлено, что нативная ДНК не может служить затравкой для синтеза полимера. Репликация ДНК вследствие расхождения цепей и последующее образование молекулы одноцепочечной нуклеиновой кислоты (реплики) на другой комплементарной ей одноцепочечной молекуле (матрице) возможна лищь на матрице измененной ДНК. [c.306]

РНК-посредника, которая служит матрицей при синтезе белка (см. гл. 5). Здесь важно запомнить, что последовательность нуклеотидов в матричной РНК точно соответствует последовательности аминокислот в белке. У бактерий последовательность нуклеотидов в матричной РНК (мРНК) точно соответствует последовательности одной из цепей ДНК и комплементарна другой цепи-той, которая направляет ее синтез с помощью того же механизма, который используется при репликации,-комплементарного спаривания оснований. [c.51]

Транскрипция во многом сходна с репликацией. Матрицей при синтезе РНК служит определенный участок одной из цепей ДНК. РНК-полимераза копирует этот участок, последовательно соединяя друг с другом с помощью 3 —5 -фосфо-диэфирных связей рибонуклеотиды в соответствии с правилом комплементарности (рис. 3.9). В ходе транскрипции новосинтезированная молекула РНК отсоединяется от ДНК, и двойная спираль ДНК восстанавливается. Чтобы обеспечить транскрипцию только отдельных сегментов ДНК, должны существовать некие сигнальные последовательности, указывающие, где начинается (инициируется) транскрипция и где она останавливается (терминируется). Сигнал инициации обычно располагается перед кодирующей последовательностью, а сигнал терминации — вслед за ней. Участок ДНК, предшествующий транскрибируемому гену, называется 5 -фланкирующей последовательностью, а расположенный за ним — З -фланкиру-ющей. [c.35]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология