Элонгация репликации

Элонгация цепей ДНК, основной фермент репликации [c.56]

Поскольку ДНК-полимеразе необходимы как цепь-затравка, так и свободная цепь-матрица, этот фермент не способен осуществлять репликацию целой нативной хромосомы, если последняя является двухцепочечным кольцом, одноцепочечным кольцом или интактным линейным дуплексом, в котором спарены все основания. В связи с обязательным требованием для работы ДНК-полимеразы затравки и матрицы возникло много принципиальных вопросов относительно инициации к элонгации синтеза цепей ДНК. [c.902]

Язык жизни — генетический код—основан на использовании алфавита, состоящего всего из четырех букв А, О, Т и С. Эти буквы соответствуют нуклеотидам, найденным в ДНК. Они входят в состав трехбуквенных кодовых слов, называемых кодонами. Общий набор таких кодонов составляет генетический код. Последовательность серии кодонов, расположенных в цепи ДНК образует определенный ген, по которому как по матрице синтезируется молекула РНК. Большинство молекул РНК участвует в том или ином этапе синтеза белков. Синтез белка состоит из трех основных этапов инициации, элонгации и терминации. Этот процесс во многом напоминает репликацию и транскрипцию ДНК и так же протекает в направлении 5 -+ 3. [c.94]

Процесс синтеза белка так же, как репликация ДНК и транскрипция генов, разбивается на три этапа инициацию, элонгацию и терминацию. Инициация (рис. 40.7) [c.102]

Процесс репликации, как и процессы транскрипции и трансляции, складываются из трех этапов инициации, элонгации и терминации [c.30]

Основным ферментом, катализирующим биосинтез новообразованной ДНК (точнее, стадию элонгации репликации ДНК), является ДНК-поли-мераза 1П, представляющая собой мультимерный комплекс собственно ДНК-полимеразы (мол. масса около 900000) и ряда других белков. ДНК-полимераза И1 из Е. соИ состоит минимум из 10 субъединиц. Одна из них - -субъединица получена в кристаллическом виде, и выяснена ее третичная структура. Имеются доказательства, что в димерной форме [c.479]

ДО ADP и фосфата. Образованный таким образом комплекс характеризуется практически неограниченной процессивностью синтеза. Видимо АТР обеспечивает необрати.мость присоединения к матрице (до конца копирования). Для элонгации (удлинения затравки) тоже необходим АТР, но лишь в качестве аллостерического эффектора (на этой стадии его можно заменить негидролизуемым аналогом), позволяющего ДНК-полимеразе чувствовать состояние энергетического баланса клетки и проводить репликацию лишь при условии достаточного энергообеспечения. При опти.мальных условиях скорость синтеза ДНК холоферментом ДНК-полимеразы П1 in vitro составляет около 1000 нуклеотидов в секунду, что соответствует скорости репликации in vivo. [c.50]

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]

Если тот факт, что репликация ДНК У Е. соИ начинается процессом специфической инициации, за которым следует элонгация вдоль хромосомы в двух направлениях, установлен вполне надежно, то вопросы, касающиеся терминирования процесса репликации, изучены значительно хуже. В результате ряда экспериментов было установлено, что терминация каким-то образом запускает синтез специфической мРНК и белка, необходимых для деления клетки [200]. Таким образом, клеточный цикл состоит как бы из серий последовательно протекающих событий, каждое из которых включает следующее событие. [c.276]

Дальнейшие события разберем на примере фага фХ174 (рис. 1Й1) у некоторых других фагов этой группы репликация генома имеет особенности, которые, впрочем, не изменяют обш,ую схему, фагоспецифический белок — продукт гена А — вносит одноцепо-чфчный разрыв в уникальное место родительской цепи в молекуле репликативной формы одновременно он соединяется ковалентна (при помощи фосфодиэфирной связи) с генерируемым при разрыве б -концевым нуклеотидом этой цепи. Возникающий в месте разрыва нефосфорилированный З -концевой нуклеотид представляет собой затравку. Впрочем, эта затравка может быть использована клеточной ДНК-полимеразой И для элонгации З -конца родительской (т. е. (-г)) цепи только при условии, что предсуществующий З -конец этой цепи будет вытеснен из дуплекса и тем самым обнажится однонитевая (—) матрица. Такое вытеснение осуществляется одной из клеточных хеликаз — продуктом гена гер. [c.273]

Сам синтез осуществляется вирус-специфической РНК-полимеразой. Для работы очищенных препаратов этого фермента требуется не только матрица, но и затравка — комплементарный матрице олигонуклеотид другими словами, фермент катализирует элонгацию цепи РНК, но не может осуществить инициацию этой цепи. Вновь синтезируемая цепь формирует межцепочечный дуплекс с матрицей. Из-за этого, а также из-за отсутствия соответствующих затравок очищенная РНК-полимераза вируса полиомиелита не способна осуществлять полный цикл репликации вирусного генома in vitro. Есть основания полагать, что и in vivo лля репликации РНК вируса полиомиелита используется многокомпонентный аппарат, который включает помимо РНК-полимеразы и VPg по крайней мере еще [c.320]

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]

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]

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]

Для вирусов, вирионы которых содержат однонитевую ДНК, первой стадией репликации является синтез в инфицированной клетке комплементарной цепи, т.е. образование двунитевой репликативной формы ДНК. При этом цепь ДНК, входящая в вирион, называется плюс-цепью, а создаваемая на ней, как на матрице, комплементарная ДНК - минус-д епью. Инициация и элонгация синтеза ми-нус-цепи идут с участием ферментов клеток хозяина. Механизмы инициации достаточно разнообразны. Например, при синтезе минус-цепи ДНК фаг-а tpX 174 в инициации участвует сложный комплекс белков, включающий праймазу. ДНК фага М13 имеет специальную шпильку, стебель которой работает как полноценный двунитевой фрагмент по отношению к РНК- юлймеразе клетки. Поэтому затравка образуется с помощью хозяйской РНК-4Юлимеразы. [c.194]

Так же как у прокариот, репликация состоит из трех основных стадий инициации, элонгации и терминации. Реп.1икация эукариотической ДНК происходит одновременно во многих областях хромосомы и, по-вндимому. инициируется на определенных последовательностях ДНК, которые хорошо идентифицированы у ряда вирусов. Инициация, как и у прокариот, требует участия специфических белков. [c.411]

Элонгация синтеза осуществляется ДИК-полимеразами. В клетках эукариот известно три типа ДНК-полимераз а, р и -у- Предполагается, что репликацию основной клеточной ДНК осуществляет полимераза а, репарацию повреждений — полимераза р, а репликацию ДНК митохондрий полимераза у. Так же как и у прокариот, в репликативной вилке одна из цепей является ведущей (лидирующей), а другая — отстающей (запаздывающей) (рис. 234). Лидирующая цепь синтезируется непрерывно, тогда как запаздывающая — фрагментами Оказаки. Эти фрагменты также инициируются короткими РНК, которые синтезируются, по-видимому, РНК-поли-меразой 1. В распространении реп.1икативной вилкм принимают участие дестабилизирующие двойную спираль ДНК-связывающие белки. [c.411]

Как и репликация, транскрипция состоит из трех основных этапов инициации, элонгации и термииации. В отличие от ДНК-полимераз, РНК-полимеразы способны к самостоятельной инициации синтеза РНК, которая осуществляется в определенных точках ДНК. Место инициации сиитеза РНК определяется специальными регуляторными участками ДНК—промоторами. Тсрмииация синтеза также происходит на специфических участках ДНК —терминаторах. Процесс транскрипции регулируется разнообразными способами, что позволяет клетке приспосабливаться к изменениям условий существования. Наиболее хорошо изучены транскрипция и способы ее регуляции у бактерий и бактериофагов. [c.412]

Таким образом, весь катализируемый ферментгами процесс репликации ДНК можно подразделить на 3 этапа инициацию, элонгацию (рост цепи) и терминацию В процессе инициации происходит разделение нитей ДНК с образованием репликационной вилки, формирование праймосомы и синтез затравочной РНК Этап роста цепи, или элонгации, реализуется в синтезе ДНК с помощью ДНК-полимераз Терминация, или окончание синтеза ДНК, происходит благодаря выключению реакции с помощью специфического "стоп-сигнала" от специального кодона (терминатора) в матричной цепи [c.171]

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 содержат три различных ДНК-полимеразы, обозначаемые I, II и III (табл, 28-1). Наиболее широко распространенная из них-это ДНК-полимераза I, тот фермент, который был описан выше. Хотя Корнберг показал, что этот фермент способен реплицировать в пробирке целую молекулу ДНК мелкого вируса фХ174 с образованием биологически активной дочерней ДНК, мы знаем, что ДНК-полимераза 1-это не главный фермент, осуществляющий элонгацию ДНК в клетке. ДНК-полимераза I действительно принимает участие в репликации, но, как мы увидим позже, особым образом. [c.902]

Добавление РНК I к системе репликации ДНК плазмиды olEl in vitro вызывает подавление синтеза РНК-затравки. В то же время присутствие РНК I инициации или элонгации синтеза РНК-затравки не подавляет. Следовательно, РНК I предотвращает образование З -конца РНК-затравки, порождаемого при участии фермента РНКазы Н. Наиболее вероятно, что в основе этого явления лежит спаривание оснований РНК I и РНК-затравки. [c.407]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология