Цепи РНК синтезируются в направлении

Поскольку ДНК-полимеразы катализируют репликацию в направлении 5 —> 3, а цепи родительской ДНК антипараллельны, только одна из новых цепей синтезируется непрерывно - эта цепь называется лидирующей. Вторая цепь, называемая отстающей, синтезируется в виде фрагментов, которые затем сшиваются специальным ферментом ДНК-лигазой. Сшиваемые части называют фрагментами Оказаки, по имени исследователя, впервые обнаружившим такой вид синтеза цепи ДНК. Длина фрагментов Оказаки может быть от 100 до 1000 нуклеотидов. [c.55]

Как известно, высшие растения синтезируют олеиновую, линолевую и линоленовую кислоты и обладают ферментами, способными осуществлять последовательное дегидрирование в цепи в направлении от карбоксильной группы к концевой метильной группе. Высшие животные способны синтезировать лишь олеиновую кислоту. Однако у животных имеются ферменты систем удлинения цепи и дегидрирования, благодаря чему возможно превращение линолевой и линоленовой кислот, поступивших с пищей, в полиеновые кислоты с более длинной цепью, например в арахидоновую, а также в кислоты состава С22 4. С22 е - [c.197]

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]

В процессе репликации двуспиральная структура ДНК локально расплетается в нескольких местах одновременно. Из этих мест репликация идет в обоих направлениях до встречи реплицирующихся участков. Новая цепь синтезируется ДНК-полимеразой и на всех участках соблюдается полярность сборки полимера считка идет от З -конца одной цепи к ее 5 -концу, а синтезируется комплементарная цепь в направлении 5 -> 3. В процессе репликации ДНК взаимодействует комплекс факторов, включающий ДНК-полимеразу, факторы начала репликации и компонент, ответственный за локальное расплетание двойной цепи ДНК (см. схему). [c.311]

Молекула ДНК синтезируется в направлении 5 — 3 (нуклеотиды присоединяются к З -гидроксильной группе полинуклеотида), а все ДНК-полимеразы прокариот расщепляют цепь в направлении 3 —5 (рис. 11.6). Имеются веские данные в пользу наличия механизма вырезания ошибочно присоединенных [c.339]

Рис. 24.39. При низком разрешении кажу-на пра в л е н и е ре п л и ка ц и и ДНК будет 5 —>3 для одной дочерней цепи и 3 —>5 для другой. На самом деле обе цепи синтезируются в направлении 5 —>3 , как показано на рис. 24.40.

Так как цепи ДНК в дуплексе антипараллельны, то очевидно, что направление расплетания двойной спирали при репликации совпадает с направлением синтеза ДНК лишь для одной матричной цепи, но противоположно направлению синтеза ДНК на комплементарной матрице (рис. 31). Эго значит, что лишь на одной из матричных цепей синтез ДНК может происходить непрерывно. Как синтезируется ДНК на второй матрице Показано, что ДНК синтезируется сравнительно короткими фрагментами, называемыми фрагментами [c.53]

Уменьшение количества стадий производства и переход к циклическим (замкнутым) системам можно считать двуединым направлением в развитии химических производств, приводящим к снижению затрат на капитальное строительство и уменьшению себестоимости продукции. Так, например, в настоящее время формальдегид производится окислением метанола, а метанол синтезируют из смеси СО и На, получаемой конверсией метана (природного газа) с водяным паром. Ведутся исследования по прямому окислению метана до формальдегида, т. е. по замене трехстадийного способа одностадийным. Соответственно снизятся капитальные затраты и повысится производительность труда обслуживающего персонала. Эффективность циклической системы можно рассмотреть на примере производства серной кислоты контактным способом (см. ч. 2, гл. IV). Ныне серная кислота производится по схеме с открытой цепью аппаратов, через которые последовательно проходит газовая смесь. Окисление диоксида серы происходит в пять стадий, абсорбция триоксида серы — в две стадии. Переход к циклической системе с применением кислорода и повышенного давления позволит снизить количество аппаратов в системе в 3 раза, в частности применять одностадийное окисление диоксида серы. При этом резко снизится количество диоксида серы в отходящих газах, т. е. одновременно решается экологическая проблема. Разумеется, далеко не все производства целесообразно переводить к одностадийным или к циклическим, но искать такие пути надо. [c.19]

Природа остроумно решила эту проблему ценой дополнительных энергетических затрат в тех случаях, когда место включения электронов с окисляемого субстрата находится ниже энергетического уровня, на котором образуется НАД Н2, работает система обратного переноса электронов, т.е. лифт , поднимающий электроны по дыхательной цепочке в сторону более отрицательного потенциала, необходимого для восстановления молекул НАД" . Процесс обратного транспорта электронов требует энергии, и часть молекул АТФ, получаемых за счет окислительного фосфорилирования на конечном этапе дыхательной цепи, тратится для образования восстановителя. Окисление соединений с положительным окислительно-восстановительным потенциалом происходит, таким образом, без участия флавопротеинов и хинонов. Эти переносчики функционируют только в процессе обратного переноса электронов. Следовательно, у таких эубактерий дыхательная цепь работает в двух направлениях осуществляет транспорт электронов для получения энергии в соответствии с термодинамическим потенциалом и перенос электронов против термодинамического потенциала, идущий с затратой энергии, чтобы синтезировать восстановитель (см. рис. 97). [c.370]

После образования праймера в направлении 5 3 образуется фрагмент ДНК. На отстающей цепи таких фрагментов синтезируется большое количество, и они называются фрагментами Оказаки. Их величина у прокариот составляет около 1000 нуклеотидов, у эукариот — в три раза меньше. [c.452]

Теперь. можно нарисовать репликативную вилку со всеми дей-ствующи.ми та.м белками (рис. 33). Дуплекс родительской молекулы расплетают две хеликазы — Rep и DnaB — в составе праймосомы. Образующиеся одноцепочечные участки кооперативно покрывает 58В-белок. Холофермент ДНК-полимеразы III едет по одной из матричных цепей в направлении раскрывания вилки и синтезирует ведущую цепь ДНК. По другой матричной цепи в том же направлении едет праймосома. Время от времени входящая в состав праймо- [c.56]

ДНК-полимераза удлиняет эту цепь РНК, используя для синтеза ре-лликационных фрагментов дезоксирибонуклеозидтрифосфаты. Синтез происходит вдоль обеих цепей в направлениях, указанных в уравнении (15-3). В дальнейшем затравочные РНК-концы отщепляются. Бреши в синтезированной цепи заполняются за счет дальнейшей работы полимеразы, а надрезы сшиваются под действием лигазы. Согласно этому механизму, одна цепь может синтезироваться непрерывно по всей длине, а другая должна образовываться дискретно, присоедине нием репликационных фрагментов. Однако у некоторых организмов обе цепи могут синтезироваться дискретно. [c.199]

С другом в одну цепь. Благодаря этому открытию удалось показать, что одна из цепей ДНК реплицируется непрерывно в направлении 5 3, т. е. в направлении движения репликативной вилки эту цепь называют ведущей. Другая же цепь синтезируется прерывисто с образованием коротких фрагментов, также за счет присоединения новых мономеров к З -концу, т.е. в направлении, противоположном движению репликативной вилки. Затем фрагменты Оказаки с помощью ферментов спшваются друг с другом, образуя вторую дочернюю цепь, называемую отстающей (рис. 28-10). Как позже было показано, фрагменты Оказаки образуются не только в бактериальных, но и в животных клетках, правда в последних они гораздо короче-их длина не превышает двухсот нуклеотидных остатков. [c.904]

Устранение суперспирализации молекул ДНК осуществляют свивела-зы, илирелаксирующие белки. Затем при участии ДНК-полимеразы синтезируются новые полинуклеотидные цепи. Фермент катализирует связывание мононуклеозидтрифосфата со свободной концевой группой З -ОН цепи ДНК, и таким образом, синтез происходит в направлении от 5-конца к З -концу полинуклеотидной цепи. Поэтому на одной из цепей репликативной вилки новая цепь синтезируется непрерывно по мере раскручивания ДНК-матрицы. В активном центре всех ДНК и РНК-полимераз [c.350]

Рис. 13.1. А. В репликатавной вилке особенности синтеза каждой из двух цепей ДНК зависят от полярности цепи. Синтез ведущей цепи в направлении 5 3 происходит непрерывно. Для синтеза отстающей цепи с противоположной полярностью необходимо постоянное образование новых затравочных участков. Б. Отстающая цепь синтезируется относительно небольшими фрагментами (фрагменты Оказаки), для инициации которых необходимо предварительное образование коротких РНК-затравок (праймеров).

Самокорректирующая ДНК-полимераза катализирует полимеризацию нуклеотидов на обеих цепях спирали ДНК в направлении 5 3, копируя матрицу с высокой степенью точности. Поскольку две цепи двойной спирали ДНК аптипараллелъны, в направлении 5 3 может непрерывно синтезироваться лишь одна из двух цепей (ее называют ведущей). Другая, отстающая цепь синтезируется в виде коротких фрагментов по принципу шитья назад иголкой . Самокорректирующая ДНК-полимераза не способна начинать синтез новой цепи. Поэтому для закладки фрагментов отстающей цепи ДНК используются короткие молекулы РНК-затравки. которые позже удаляются - их заменяет ДНК. [c.300]

Зная всех участников процесса, мы можем теперь приступить к рассмотрению химических реакций, протекающих при синтезе полипептидов, т.е. реакций, участвующих в собственно трансляции. Несмотря на то что этот процесс протекает непрерывно от старта к финищу, обычно вьщеляют три его этапа инициацию, элонгацию и терминацию. Рассматривая каждый из этапов направляемого мРНК синтеза полипептидной цепи, мы должны учитывать два основных свойства этого процесса. Во-первых, полипептидные цепи синтезируются одно направленно с амино-конца к карбокси-концу (рис. 3.37). При этом карбоксильная группа уже образовавшегося участка полипептидной цепи соединяется с амино-фуппой следующей присоединяемой аминокислоты с помощью пептидной связи. Это может произойти. [c.145]

Рис. 24.40. Схематическое изображение репликационной вилки. Обе цепи ДПК синтезируются в направлении 5 —>3. Ведуш ая цепь синтезируется непрерывно, а отстаюш ая - в виде коротких фрагментов (фрагменты Оказаки).

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]

В биологических системах универсальным донором метильных групп является сульфониевое соединение S-аденозилметионин (SAM). В свою очередь SAM синтезируется из аминокислоты метионина и другого биологически важного соединения — адеио-зинтрифосфата (АТР), высокоэнергетического соединения (форма хранения биологической энергии). Как и вообще все химические реакции, протекающие в организме, эта реакция также катализируется ферментом. Реакция термодинамически выгодна и в отсутствие белкового катализатора, однако фермент катализирует ее определенное направление. Без катализатора возможны и другие реакции, например разрыв трифосфатной цепи катализатор же связывает и ориентирует нуклеофильный атом серы таким образом, что становится возможной атака только по метиленовому атому углерода. Позже подробно обсуждается важность такого связывания и эффектов сближения сейчас следует отметить, что, хотя аденозин в составе АТР и не участвует в химическом преврап енин, он служит для узнавания АТР ферментом Фермент узнает молекулу АТР и затем связывается с ней. [c.46]

Биологическая активность белков нередко тесно связана с высокой организацией структуры, и живые организмы синтезируют белки требуемой конформации, которая часто оказывается метастабильной (т. е. из всех возможных структур не самой устойчивой). Под влиянием нагревания, крайних значений pH или многих химических реагентов белки часто теряют свою биологически необходимую конформацию, превращаясь в случайные неорганизованные структурные единицы и утрачивая биологическую активность. Такой процесс называется денатурацией. Наиболее известный пример — изменение структуры яичного белка при нагревании и структуры мяса в процессе приготовления. В последнем случае кулинарная обработка приводит к значительному облегчению процесса переваривания мяса, поскольку при денатурации освобождаются белковые связи, которые в сыром мясе труднодоступны для протеолити-ческих ферментов пищеварительного тракта. При такой денатурации в результате развертывания белковых цепей обнажаются гидрофобные группы, в обычном состоянии направленные внутрь центральной части белковой молекулы. Взаимодействие освобожденных гидрофобных участков рядом расположенных молекул вызывает коагуляцию денатурированного белка. [c.303]

Лейхс заметил, что ангидриды при действии следов воды теряют двуокись углерода и образуют полимеры. Но это наблюдение не привлекало внимание до тех пор, пока Качальский и другие химики не начали вести широкие исследования в этом направлении. Высокомолекулярные поли-а-аминокислоты были синтезированы из М-карбоксиан-гидридов почти всех природных аминокислот. Получен также ряд сополимеров, в которых примесные аминокислоты беспорядочно распределены по длине полипептидной цепи. [c.712]

На основании этого можно сделать выводы относительно чувствительности ХТС с рециклом. Для суш ественного уменьшения чувствительности ХТС необходимо, чтобы передача по рециклу была много больше единицы. Чтобы уменьшить чувствительность системы по отношению к изменению параметров данного аппарата, его необходимо включить внутрь замкнутого контура, причем в ту ветвь, по которой потоки движутся в прямом направлении. Желательно, чтобы параметры рецикла (или аппаратов в него входящих), а также аппаратов, не входящих в цепь, охваченную рециклом, менялись как можно меньше, так как рецикл не может уменьшить чувствительности ХТС по отношению к изменению этих параметров. Отсюда такн<е следует, что для обеспечения малой чувствительности системы по отношению к изменениям параметров в самом рецикле необходимо синтезировать многокон1урные системы (например, вводить второй рецикл, охватывающий первый и т. п.). Однако задача синтеза ХТС, содержащих большое число рецикле и перекрестных технологических связей, является очень сложной и требует разрешения многих на сегодня еще неясных вопросов. Например, необходимо решить вопррсы о влиянии дополнительных рециклов на свойства ХТС в целом, об аналитических оценках эффективности функционирования ХТС со сложной структурой технологических потоков и др. Поставленные вопросы становятся особенно актуальными при разработке систем управления для сложных ХТС. [c.482]

Известно, что для инициации процесса репликации ДНК фага ФХ необходимо наличие в геноме фага специфического гена А. Недавно было показано, что этот ген детерминирует синтез белка с мол. весом 56 000 — специфической эндонуклеазы надрезающей вирусную цепь RF-формы, что необходимо для начала процесса репликации [209]. По-видимому, после появления такого разрыва стимулируется синтез небольшого участка РНК-затравки. Репликация ДНК протекает в большинстве случаев в двух направлениях (разд. Д,2), однако репликативная форма Ф X образуется, вероятно, только в одном направлении по механизму разматывающегося рулона (rolling ir le) [210]. В соответствии с этим механизмом [уравнение (15-9)], по мере того как вновь образующаяся цепь вирусной ДНК синтезируется вдоль комплементарной (минус) цепи-матрицы, исходная вирусная ДНК (плюс-цепь) вытеснется в виде одноцепочечного хвоста . [c.278]

Основное кол-во X. синтезируется самим организмом из сквалена с участием фермента холестеринэстеразы. Важнейшей биохим. функцией X. у позвоночных является его превращение в гормон прогестерон в плаценте, семенниках, желтом теле и надпочечниках этим превращением открывается цепь биосинтеза стеровдных половых гормонов и кор-тикостеронпов. Другое направление метаболизма X. у позвоночных - образование желчных кислот и витамина Вз (см. Витамин В). Кроме того, X. участвует в регулировании проницаемости клеток и предохраняет эритроциты крови от действия гемолитич. ядов. У насекомых поступающий с пищей X. используется для биосинтеза гормонов линьки - экдизонов. [c.299]

Приведенные наблюдения позволяют высказать предположение, касающееся одной из загадок синтеза крахмала. Суть ее в следующем. Разветвленный компонент крахмала амилопектин, по-видимому, синтезируется в основном так же, как гликоген. Единственная разница состоит в том, что внешние цепи амилопектина удлиняются до того, как образуются новые ветви. Особый ветвящий фермент (Q-фермент), подобный соответствующему ферменту синтеза гликогена, переносит часть цепи на ОН-группу остатка глюкозы, включенного в прилегающую и параллельно расположенную полисахаридную цепь. В гранулах крахмала амилоза и амилопектин тесно переплетены друг с другом как же случается, что ветвящий фермент никогда не присоединяет боковых ветвей к неразветвленным цепям амилозы Одна из причин может состоять в том, что линейные цепочки амилозы ориентированы в противоположном направлении по сравнению с цепями амилопектина. Невосстанавливающие концы молекул амилозы могут оказаться направленными к центру гранул крахмала, а удлинение по механизму встраивания может идти с восстанавливающих концов. Понятно, что по мере роста гранулы эти концы должны постоянно отодвигаться к периферии [12]. Мы приводим это сугубо умозрительное рассуждение исключительно с целью показать, что в проблеме синтеза полисахаридов имеется множество нерешенных вопросов. [c.537]

Имеются доказательства того, что происходит симметричный, но сложный процесс непрерывной репликации на обеих цепях. Раскручиванию двунитевой ДНК способствует связывание с многочисленными белковыми частицами, которые прикрепляются к родительской ДНК в выбранном месте инициации н им удается оставить разделенными комплиментарные цепи ДНК, готовые для нового синтеза. Далее определенная РНК-полимераза синтезирует короткую РНК, длиной 01 20 до 25 нуклеотидов, которая комплиментарна родительской ДНК и связывается с ее цепью. Эта РНК действует как затравка для действия большого объемистого фермента ДНК-полимераза 1П, который теперь создает новую цепь ДНК длиной примерно в 1000 остатков, являющуюся продолжением этой РНК. Такой синтез идет в направлении 5 3 путем конденсации дезоксинуклеозид-5 -трифосфатов с З -концевой гидроксильной группой на обеих цепях родительской ДНК показано стрелками на схеме (3) . Поскольку фермент работает в условиях, близких к обратимости, это обеспечивает максимальный термодинамический контроль за правильностью выбора встраиваемых дезоксирибонуклеозидов путем спаривания их оснований с соответствующими основаниями в существующей цепи. Таким путем на каждой родительской пепи располагается ряд блоков, называемых фрагментами Оказаки. [c.199]

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]

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]

Рибосомы движутся в направлении 5 ->3 вдоль цепи мРНК, причем каждая рибосома работает самостоятельно, синтезируя отдельный белок. Полисома, таким образом, позволяет обеспечить высокую скорость трансляции единственной мРНК (см. рис. 14.11). [c.530]

Новая ДНК синтезируется in vitro всегда в направлении 5 — -З. Вместе с тем имеются данные, указывающие, что in vivo редуплицируются обе цепи — одна в направлении 5 — 3, другая в направлении 3 — 5. Оказаки и сотрудники [190] предложили выход из этого противоречия, допустив существование [c.547]

Рис. 3.10. Схематическое изображение прокариотического структурного гена. Указаны промотор (р), сайт инициции транскрипции и ее направление (горизонтальная стрелка), область терминации транскрипции, узнаваемая РНК-полимеразой (I). Сначала на ДНК как на матрице синтезируется мРНК (транскрипция), а затем осуществляется синтез белковой цепи (трансляция).

Свойства любого белка зависят от его конформации, которая в свою очередь определяется аминокислотной последовательностью. Некоторые аминокислоты в полипептидной цепи играют ключевую роль в определении специфичности, термостабильности и других свойств белка, так что замена единственного нуклеотида в гене, кодирующем белок, может привести к включению в него аминокислоты, приводящему к понижению его активности, либо, напротив, к улучшению каких-то его специфических свойств. С развитием технологии рекомбинантных ДНК появилась возможность производить специфические замены в клонированных генах и получать белки, содержащие нужные аминокислоты в заданных сайтах. Такой подход получил название направленного мутагенеза. Как правило, интересующий исследователя ген клонируют в ДНК фага M13. Одноцепочечную форму ДНК этого фага копируют с использованием олигонуклеотидного праймера, синтезированного таким образом, чтобы в ген-мишень был встроен определенный нуклеотид. Затем трансформируют двухцепочечными ДНК M13 клетки Е. соИ. Часть образующихся в клетках фаговьгх частиц несет ген, содержащий нужную мутацию. Такие частицы идентифицируют, встраивают мутантный ген в экспрессирующий вектор, синтезируют белок и определяют его активность. Вносить изменения в клонированные гены можно также с помощью плазмид или ПЦР. Обычно заранее не известно, какую [c.175]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология