репликационные

Такие же или сходные механизмы используются и для образования затравок на одноцепочечных участках, временно возникающих в районе репликационной вилки при полу консервативной репликации двуцепочечных ДНК- [c.263]

Все эти различия становятся легко объяснимыми, если принять, что переход от ранней к поздней стадии репликации ДНК фага Я связан с внесением более или менее случайных разрывов в разные цепи 0-молекулы. Появление при этом молекулы а-типа становится понятным из рис. 143 понятно также, почему при этом не появляются новые потребности в ферментативном обеспечении На ранней и поздней стадиях функционируют, по существу, одни и те же репликационные вилки. Все это дает основание отличать механизм репликации ДНК фага Я от схемы классического разматывающегося рулона. Для удобства будем называть способ поздней репликации генома фага Я способом вторичного разматывающегося рулона. [c.275]

Описанные выше схемы репликации ДНК-гено.мов включают почт весь набор основных элементов (блоков), нз которых построены репликационные системы и других ДНК-содержащих вирусов (если не считать стоящие особняком способы репликации ДНК с участием механизмов обратной транскрипции с.м, раздел 3 этой главы). Однако комбинироваться эти блоки могут в разных сочетаниях. [c.280]

Репликационные фрагменты и ДНК-лигаза [c.198]

В 1968 г. Оказаки сообщил, что в процессе репликации в бактериальных клетках появляются короткие фрагменты ДНК, получившие название репликационных фрагментов (или фрагментов Оказаки) [27]. В дальнейшем было сделано еще одно важное открытие—был обнаружен новый фермент ДНК-лигаза [28, 29], способный объединять два фрагмента ДНК в непрерывную цепь. Специфическое действие этого фер.мента заключается в репарации ( залечивании ) одноцепочечных разрывов ДНК- Разорванная цепь молекулы ДНК содержит, как это видно из уравнения (15-4), свободные З -гидроксильную и 5 -фосфатную группы, которые должны быть соединены. ДНК-лигаза Е.соИ активи- [c.198]

Согласно современным представлениям, репликация ДНК протекает по механизму, приведенному в уравнении (15-3). По мере того как ДНК раскручивается в репликационной вилке, вдоль родительских цепей происходит синтез новых кусков ДНК. Возникает важный вопрос происходит ли репликация только в одном направлении или же в начальной точке, с которой начинается транскрипция, образуются две вилки, которые далее перемещаются в противоположных направлениях вокруг хромосомы Ответить на этот вопрос удалось в результате сочетания генетических методов и электронной микроскопии. [c.272]

Таким образом, набор ферментативных активностей, необходимых для репликации генома данного вируса, задается схемой репликации, а происхождение соответствующих ферментов — вирусное или клеточное — может быть разным. Вирусы с крупным геномом обычно имеют собственный набор репликационных ферментов и дополнительных белков, что, очевидно, делает вирусную репликационную систему более автономной от клетки-хозяина. [c.283]

Во-вторых, со сложными структурны.ми перестройками хроматина связана репликация ДНК. Как будет обсуждаться ниже, в момент прохождения репликационной ви.- ки ДНК сбрасывает гистоны и почти сразу после этого нуклеосо.мы реконструируются на ДНК- Следовательно, должны существовать механиз.мы, которые обеспечивают транспорт новосингзированных гистонов из цитоплазмы в ядро и сборку нуклеосом на ДНК- [c.234]

Непосредственно на участке репликационной вилки нуклеосом не видно, что связано, скорее всего, с вытеснением гистонов с Участка репликации. Нуклеосомы появляются на новообразованных нитях ДНК в минихромосоме SV 40 на расстоянии примерно 200—400 п. о. от репликационной вилки. Судьба старых нуклеосом [c.257]

Элонгация (удлинение) цепи ДНК осуществляется ДНК-зависи-мыми ДНК-полимеразами. В этой реакции участвуют также и вспомогательные белки, наборы которых могут различаться в разных системах и на разных этапах репликации одного и тогд же генома. В частности, различны эти наборы при синтезе ДНК на однонитевой матрице (или, как говорят, при репарационном синтезе) и на двухнитевой матрице (при синтезе с вытеснением цепи). В первом случае важным вспомогательным участником реакции являются ДНК-связывающие белки, которые превращают матрицу в дезоксирибонуклеопротеид. При этом исчезают многие из элементов вторичной структуры матрицы, она как бы выпрямляется , что облегчает поступательное и процессивное движение ДНК-полимеразы. Сходную роль — помощь ДНК-полимеразе в преодолении препятствий , в частности шпилечных структур на матрице,— могут играть и другие дополнительные (в том числе и вирус-специфические) репликационные белки. [c.266]

Еще разнообразнее наборы белков, участвующие в синтезе ДНК на двухнитевых матрицах. В этом случае поми.мо уже перечисленных, требуются, в частности, хеликазы, способствующие расплетанию родительского дуплекса в области репликационной вилки (см. гл. И), набор с рментов, необходимых для синтеза отстающей цепи (праймазы ферменты, удаляющие РНК-затравку ДНК-лигазы, сшивающие фрагменты Окадзаки), а также — часто — топоизомеразы, снимающие избыточное внутримолекулярное напряжение, возникающее в результате расплетания матричного дуплекса. В обще.м, процесс элонгации при репликации вирусных ДНК-геномов не отличается принципиально от этого процесса при синтезе клеточных ДНК- Единственно, что следует отметить,— это использование (в некоторых системах) вирус-специфических репликационных белков, которые по своей функции аналогичны белка.м, и.меющимся в незараженной клетке. [c.266]

После того как репликационная вилка совершит чуть больше-полного оборота по (—).матрице и будет синтезировано чуть большеполного эквивалента вирусного генома, вытесненная (+)цепь ДНК замыкается в кольцо. Схематически этот интересный процесс можно представить следующим образом (рис. 142). Белок А, находящийся В области репликационной вилки на 5 -конце вытесненной цепи, узнает свое место на границе между З -концом полностью вытесненного генома [(-т-)цепи1 и 5 -концом следующего генома, еще находящегося в дуплексе. Узнав это место, белок А вносит в него разрыв при этом он отсоединяется от уже вытесненной цепи и присоединяется к 5 -концевому нуклеотиду (+)цепи, находящейся в дуплексе. Одновременно 5 - и З -концы вытесненной (-+-)цепи лигируются, и те.м самым она превращается в кольцо. Все эти реакции ос>ществляются одномоментно (точнее — сопряженно) н без затраты внешней энергии. [c.273]

Транскрипционная активация (см. с. 265). Вначале репликация идет по схеме Кэрнса обнаруживаются 0-молекулы, в которых две репликационные вилки движутся в противоположных направле-инях. Как всегда, движение репликационной вилки, имеющей лидирующую и отстающую цепи, требует сложного ферментативного аппарата. Большинство компонентов этого аппарата (ДНК-полимераза, праймаза, лигаза, хеликазы и др.) при репликации генома фага Я поставляется клеткой, хотя определенную роль, невидимому, играют и фагоспецифические белки О и Р. [c.275]

Схема Кэрнса, однако, не является основным способом репликации ДНК фага Я. Очень быстро (может быть уже после первого раунда) 0-молекулы превращаются в а-молекулы, т. е. приобретают форму, характерную для участников репликации по схеме разматывающегося рулона. Тем не менее между а-молекулами репликационных систем, использующих классический механизм разматывающегося рулона (например, у фага фХ174), и а-молекулами, образующимися на поздней стадии репликации ДНК фага Я, есть существенные различия. В первом случае 5 -конец хвостовой части молекулы имеет совершенно определенную структуру, так как он возникает в результате внесения разрыва в уникальное место кольцевого дуплекса. В случае же ДНК фага Я а-молекулы могут иметь самые разнообразные концы. При классическом разматывающемся рулоне из дуплекса вытесняется всегда определенная цепь 1(-Ь)цепь у фХ1741, что опять-таки связано с уникальностью разрыва, вносимого в дуплекс. В случае а-молекул ДНК фага Я из дуплекса может вытесняться любая из двух комплементарных цепей. Наконец, ферментативное обеспечение репликации по схеме разматывающегося рулона имеет свои особенности (например, в случае фага фХ174 — потребность в хеликазе Rep), которые не обнаруживаются при поздней репликации генома фага Я (где используется тот же набор ферментов, >гго и на ранней стадии). [c.275]

Говоря о вирус-специфических репликационных белках, следует подчеркнуть, что во многих случаях в незараженной клетке имеются белки с аналогичной функцией. Причем в искусственных бесклеточных системах можно наблюдать, как клеточные ферменты работают на вирусной ДНК, а вирусные ферменты — на клеточной ДНК- Однако in vivo в зараженной вирусом клетке ситуация иная- Так, если вирус кодирует собственную ДНК-полимеразу (напри.мер, фаг Т4 нли вирус герпеса), то репродукцию такого вируса может обеспечить только вирусный фермент и этот вирусный фер.мент не катализирует синтез клеточной ДНК в зараженной клетке. Это кажущееся противоречие — высокая специфичность по отношению к матрице л vivo и низкая л w/ro — имеет [c.282]

Важная особенность репликационной системы фага Qp заключается в том, что вновь синтезируемая нить не формирует протяженного дуплекса с матричной нитью другими словами, на однони-тевой матрице образуется однонитевой продукт. Предполагают, что возникновению межцепочечного дуплекса препятствует весьма выраженная внутрицепочечная вторичная структура матричной и вновь синтезируемой цепей. [c.320]

Механизм действия ДНК-полимеразы I, описываемый уравнением (15-2), обеспечивает лишь прямой путь образования комплементарной цепи ДНК каким образом может осуществляться копирование двухцепочечной ДНК, с помощью этого механизма нельзя объяснить. Одна из проблем состоит в том, что для копирования двухцепочечной ДНК две цепи должны расплестись и отделиться одна от другой. Если расплетание цепей и репликация происходят лишь в одной репликационной вилке, как это следует нз экспериментов Кернса, то для того, чтобы хромосома Е. oli могла полностью реплицироваться за 20 мин, вся молекула должна раскручиваться со скоростью 300 оборотов в 1 с. Кроме того, для осуществления процесса репликации в хромосоме должно быть образование типа шарнира (или, по крайней мере, разрыв в одной из цепей) [уравнение (15-3)]. [c.197]

Более серьезная проблема связана с тем, что цепи ДНК ориентированы в противоположном направлении. Это означает, что присоединение новых нуклеотидов к одной из цепей в репликационой вилке должно происходить с З -конца, а к другой — с 5 -конца. Из этого следует, что для осуществления специфической полимеризации должно существовать два типа ДНК Полимераз, по одной для каждого из концов. Тем [c.197]

Недавно было обнаружено, что короткая цепь РНК, образующая гибрид РНК—ДНК, может служить затравкой для ДНК-полимеразы in vitro. Эти данные в сочетании с обнаружением фрагментов Оказаки и лигазы дают основание думать, что в репликационной вилке происходят следующие события двухцепочечная ДНК раскрывается в ограниченном участке, вероятно, при участии расплетающих белков (разд. Д). В специальной затравочной области синтезируется короткий фрагмент РНК-зат1равки, образующей пары оснований с ДНК. Далее [c.198]

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]

Продукт гена N делает возможной также и правостороннюю транс-, крипцию через гены О, и Q и далее уже с меньшей скоростью вдод ь остальной хромосомы до точки а. Гены О и детерминируют синтез белков, позволяющих репликационной системе бактерии-хозяина начать образование новых молекул фаговой ДНК. Репликация начинается в точке ori и протекает в обоих направлениях, как это описано в разд. Д. Ген Q детерминирует синтез белка, который значительно ускоряет транскрипцию поздних генов, начиная с промотера Pr. [c.261]

В хромосоме Е. oli содержится ДНК длиной больше 1 мм, упакованная в клетке, длина которой пе превышает 2 мкм. Длина диплоидной ДНК, содержащейся в клетках человека, размер которых не превышает 20 мкм, достигает 1,5 м. Расплетание двойных спиралей ДНК в репликационных вилках требует быстрого вращения цепей (разд. А, 3,а). Хотя с чисто химической точки зрения процесс расплетания 3000 оснований за одну секунду не представляет проблемы, все же трудно представить себе, как две копии реплицируемой хромо-со.мы даже в клетках Е. oli могут разделяться, не запутываясь. Частично ответить на этот вопрос можно, если вспомнить о существовании ДНК-расплетающпх белков (разд. Д, 5, в), а также ДНК-релаксирую-щих , или раскручивающих , ферментов [185, 186] (см. также рис. 2-27). Важную роль играет при этом также организация хромосомы. [c.271]

Радиоавтографические исследования подтвердили двустороннюю направленность процесса репликации у Е. соИ в опытах с использованием особых штаммов ауксотрофов по аминокислотам, характеризующихся низким содержанием нуклеозидтрифосфатов. Добавление аминокислот после голодания вызывало инициацию репликации с лаг-периодом, равным всего 6 мин. Клетки метили Н-тимидином, а после того, как репликационные вилки продвигались на небольшое расстояние от места начала репликации, клетки К]ратковременно метили (импульсная метка) Н-тимидином с очень высокой удельной радиоактивностью. При этом на радиоавтографах можно было четко видеть двусторонне направленные репликационные вилки [190] (рис. 15-28). [c.273]

Скорость репликации в этих ядрах оказалась равной приблизительно 300 000 оснований в одну секунду, причем, согласно данным, полученным в этой же работе, репликационные внлки в хромосомах животных не могут двигаться быстрее, чем со скоростью - 50 оснований в секунду. Таким образом, можно было ожидать, что в хромосоме имеется как минимум 6000 вилок или одна вилка на 10 000 оснований. И такое большое число вилок в действительности удалось обнаружить [191]. Вилки появляются попарно, причем при внимательном изучении оказалось,, что во многих коротких участках содержится одноцепочечная ДНК, т. е. как будто бы одна цепь в вилке реплицируется быстрее другой. Строение одноцепочечных областей между двумя образуюш,ими пары вилками указывает на двустороннюю направленность репликации (рис. 15-29). Репликация в случае Ba illus subtilis также протекает в двух направлениях, однако вилки перемещаются в двух направлениях с разной скоростью [192]. Репликация ДНК фагов X и Т7 также протекает в двух, направлениях [193], тогда как митохондриальная ДНК мыши реплицируется лишь в одном направлении [194]. [c.274]

Способ репликации ДНК-генома фага Т4 (170 т. п. н.) отличается от вышеописанного в нескольких отношениях. Во-первых,, у Т4 в этом процессе принимает участие большее число вирус-специфических белков, которые обеспечивают не только синтез аномальных (содержащих 5-оксиметилцитозин) нуклеотидов и пост-репликационное гликозилирование ДНК, но и выполняют множество парциальных реакций, необходимых непосредственно для синтеза молекулы ДНК. Во-вторых, инициация синтеза новых цепей ДНК на ранней и поздней стадиях репродукции фага Т4 происходит по-разному. На ранней стадии имеет место инициация на внутренних участках дуплекса (ori- aPnax). Определенную роль в этом процессе выполняет клеточная ДНК-зависимая РНК- [c.278]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология