Инициация синтеза ДНК в точке начала репликации

Инициация синтеза ДНК в точке начала репликации [c.118]

Ферментные системы синтеза ДНК у про- и эукариот до конца не выяснены. По имеющимся данным, в репликации ДНК, включающей узнавание точки начала процесса, расплетение родительских цепей ДНК в репликационной вилке, инициацию биосинтеза дочерних цепей и дальнейшую их элонгацию и, наконец, окончание (терминация) процесса, участвует более 40 ферментов и белковых факторов, объединенных в единую ДИК-репликазиую систему, называемую реплисомой. [c.479]

Что касается синтеза макромолекул, то этап репликации 1, по-видимому, не является обычно узким местом метаболизма, хотя скорость элонгации цепи ДНК — величина достаточно постоянная, составляющая примерно 2000 пар нуклеотидов в секунду (у Е.соИ), и мало зависит от условий роста (в оптимальной области концентраций предшественников). Объясняется это наличием специальной организации регуляторных механизмов, настроенных таким образом, что при улучшении условий повышается частота инициации новых циклов репликации ДНК. Поэтому если время генерации меньше, чем период репликации ДНК (у Е.соИ — 35—40 мин), то новые циклы репликации инициируются до завершения старых циклов и в быстро растущих клетках ДНК существует в виде сильно разветвленной структуры, соответствующей по общему количеству 3—б эквивалентам хромосомы. При этом, очевидно, локусы, расположенные вблизи от точки начала репликации, присутствуют в клетке в значительно большем количестве копий, чем локусы, расположенные вблизи точки терминации, что также может оказывать регуляторное действие на скорость биосинтеза некоторых белков (эффект дозы гена ). [c.72]

Амплификация путем непропорциональной репликации. Представим, что сайт начала репликации находится вблизи кластера генов и что синтез ДНК протекает в обе стороны от этого сайта. Через некоторое время в этой же точке начинается второй раунд репликации, затем третий и т. д. и в результате образуется множество копий данной области (рис. 10.84). Более того, поскольку каждая следующая репликативная вилка короче предыдущей, по обе стороны от точки начала репликации возникает градиент числа копий. Вновь образующиеся копии не связаны ковалентно ни друг с другом, ни с исходной дуплексной ДНК, поэтому новых комбинаций ДНК не возникает. Эта модель предполагает, что в данном случае происходит ослабление нормального контроля, запрещающего многократную инициацию репликации в одной точке. Это представляется вероятным, поскольку амплификация хорионических генов продолжается даже после прекращения нормального синтеза ДНК в фолликулярных клетках. Адекватность модели была убедительно показана в результате электронно-микроскопического изучения амплифицированной ДНК из фолликулярных клеток (рис. 10.85). Полученная микрофотография полностью соответствует одной из половинок модели, представленной на рис. 10.84. [c.304]

Б. Различие в расположении темных и светлых участков на треках возникает вследствие того, что в двух экспериментах мечение осуществлялось по-разному. В первом опыте (рис. 9-14, А) Н-тимидин вводили сразу же после прекращения блокады синтеза ДНК, применяемой для синхронизации. Следовательно, репликация в точках ее инициации начиналась в присутствии метки, что приводило к возникновению темных участков по обеим сторонам от точки начала репликации. При снижении концентрации метки репликация распространялась в обоих направлениях от точки начала репликации, образуя светлые участки на каждом конце темных участков. Во втором опыте (рис. 9-14, Б) репликация в точках ее инициации начиналась в отсутствие Н-тимидина, и, таким образом, точка начала репликации оставалась немеченой. Внесение большого количества метки и последующее снижение ее концентрации приводили к возникновению темного участка со светлым фрагментом на одном конце. Соседние темные области [c.394]

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]

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]

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]

В отличие от геликаз ДНК-полимеразы в соответствии с приведенной схемой (V.3) катализируемой ими реакции могут перемещаться только от 3 - к 5 -концу матри1и>1. Поэтому непрерывное продолжение элонгации растущей цепи по мере раскручивания двунитевой материнской ДНК может идти только вдоль одной цепи-матрицы, той, относительно которой вилка репликации движется от 3 - к 5 - концу. Непрерывно синтезируемая цепь получила название ведущей (рис. 52). Чтобы начался синтез на второй материнской цепи-матрице, необходима инициация синтеза новой цепи. Эта цепь получила название запаздывающей. Однако, [c.179]

СЯ на механизме инициации репликации в точке начала olEl. События, относящиеся к этому процессу, показаны на рис. 31.16. Репликация начинается с транскрипции РНК, которая инициируется на расстоянии 555 пар оснований, расположенных против течения репликации, от точки начала. Транскрипция продолжается через точку начала репликации. Фермент РНКаза Н (чье название отражает специфичность в отношении субстрата РНК, сги-бридизованной с ДНК) отрезает транскрипт в точке начала репликации. Образуется З -конец, использующийся в качестве затравки для синтеза ДНК. [c.407]

Точки начала репликации одноцепочечных геномов бактериофагов. Промежуточным продуктом репликации у бактериофагов 1с1, 4 и фХ174 является дуплексная ДНК. Инициация синтеза геномной ДНК (В-цепь) у всех трех бактериофагов происходит в единственной точке. Синтез же комплементарной цепи (К-цепь) инициируется в одной (1с1 и С4) или нескольких (фХ174) точках. [c.71]

Два фермента обеспечивают высокую избирательность инициации синтеза ДНК, ограничивая инициацию репликации только ориджином. Это топоизомераза I и РНКаза Я, избирательно гидролизующая РНК в составе гибридных дуплексов с ДНК-Действие этих фер.ментов направлено против гибридных ДНК—РНК-участков, которые могут случайно образоваться на ДНК при транскрипции и послужить затравками для начала синтеза ДНК. Возможная роль в этом процессе РНКазы Н очевидна она способна непосредственно гидролизовать РНК во всех таких участках. Что касается роли топоизомеразы I, то необходимо отметить, что гибриды ДНК— РНК образуются лишь в том случае, если ДНК сверхспирализована (образование гибридного дуплекса снимает часть избыточной энергии сверхспирализации), причем сверхспирализована достаточно сильно, чтобы локальные нарушения нормальной вторичной структуры ДНК могли способствовать гибридизации с РНК- Топоизомераза I может релаксировать сверхспиральную ДНК лишь в том случае, если она сверхспирализована отрицательно и достаточно сильно, т. е. в условиях, способствующих возникновению на ДНК упомянутых локальных нарушений вторичной структуры. Таким образом, можно думать, что одна из функций этого ( рмента состоит в поддержании нормальной вторичной структуры ДНК, препятствующей ее гибридизации с РНК и образованию затравки. В мутантах Е. oli по РНКазе Н (ген rnh) или по топоизомеразе I (ген [c.62]

Интересно отметить, что если бы инициация репликации происходила локально в одной точке хромосомы, то при скорости биосинтеза 50 нуклеотидов в минуту репликация одной молекулы ДНК потребовала бы 800 ч. Однако в реальности инициация синтеза ДНК происходит сразу в нескольких точках хромосомы, называемых точками инициации репликации, или ориджинами (от англ. origin — источник, начало, происхождение). [c.350]

Об участии РНК-полимеразы в инициации репликации в сайте ori свидетельствовали данные, показывающие, что начало репликации бактериальной ДНК можно подавить рифампицином в период, когда ингибиторы белкового синтеза оказываются неэффективными. Это значит, что, по-видимому, важен именно синтез РНК (а не ее трансляция и образование белка). Подходящей системой для изучения этой функции может служить фаг лямбда, сайт инициации которого позволяет вести двунаправленную репликацию и, кроме того, способен приобретать структуру клеверного листа , подобную той, которая постулирована для Е. соИ. Инициация репликации в сайте начала репликации ДНК фага лямбда требует активации посредством транскрипции. [c.425]

Начинается ли репликация ДНК Е.соИ в произвольном месте хромосомы, или же в хромосоме имеется определенный участок инициации Репликация ДНК-строго регулируемый процесс, поэтому а priori кажется гораздо более вероятным, что она начинается в определенном месте. Действительно, как показали работы по определению относительного числа различных генов в условиях быстрого синтеза ДНК, репликация в клетках Е.соИ начинается в одном определенном месте хромосомы. Рассмотрим два гена - д и >. Предположим, что ген д расположен вблизи отточки начала репликации, а ген Ь - вблизи от конца. Тоща ген д будет реплицироваться намного раньше, чем ген Ь. В быстро расту шей культуре на один ген Ь будет приходиться примерно два гена д. Если же, наоборот, репликация ДНК начинается в случайной точке, количество генов д и будет одинаковым. Относительное число генов было определено с помошью метода гибридизации, который рассматривается ниже (разд. 25.5). Результаты этих экспериментов ясно показали, что относительное число генов действительно зависит от их положения на карте (рис. 24.36). Эти данные позволили сделать следующие выводы. [c.29]

Что касается инициации на внутренних участках двухнитевой матрицы, то здесь также нужно различать два основных способа. Во-первых, первичная РНК-затравка может быть образована праймазой (или — реже — ДНК-зависимой РНК-полимеразой). Однако синтез затравки возможен только в том случае, если матрица соответствующим образом подготовлена. Подготовка включает взан.модействие. между вирус-специфическими белками, регулирую-щи.ми инициацию раунда репликации, и специфическими участками инициации репликации ori (от англ. origin — начало) в молекуле ДНК, Напри.адр, с участком оп в ДНК фага >. первично взаимодействует фагоспецифический белок — О, с белко.м О взаи.модей- твует другой фагоспецифический полипептид — белок Р, который свою очередь образует ко.мплекс с одной из клеточных хеликаз — 1родукто.м гена dna В. [c.265]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология