ДНК-полимераза I из Е. oli (фермент Корнберга)

Что же представляют собой предшественники ДНК В ранних опы тах было показано, что нуклеозид Н-тимидин интенсивно включается в ДНК. Однако с точки зрения энергетики представлялось маловероятным, что тимидин служит непосредственным предшественником. Данные О том, что роль предшественников играют нуклеозидтрифосфаты, были получены в 1958 г., когда Корнберг открыл ДНК-полимеразу Е.соИ. Для выделения 600 мг фермента Корнберга, называемого обычно ДНК-поли-меразой I, понадобилось 90 кг бактериальных клеток [4, 26] (в каждой клетке содержится около 400 молекул фермента). Этот фермент обладал многими свойствами из предсказанных для ДНК Синтезирующего фермента. Для его работы требовались матричная цепь ДНК и более короткая затравочная цепь. Как это видно из уравнения (15-2), ДНК полимераза I распознает З -конец затравочной цепи и присоединяет к нему соответствующий нуклеозидтрифосфат, образующий пару со еле- [c.196]

Идея самовоспроизводства, или репликация, ДНК, следовавшая из модели Уотсона — Крика, была подтверждена открытием фермента ДНК-полимеразы (А. Корнберг, 1957). [c.297]

Корнберг взял в качестве матрицы, затравки, нативную ДНК, выделенную из клеток. Он ввел ее в раствор, содержавший все четыре типа мономеров, необходимые соли и фермент ДНК-полимеразу, без которых редупликация не происходит. И получил новую ДНК, состав которой был тождествен затравочной, в полном соответствии со схемой, изображенной на рис. 83. [c.275]

Корнбергу с сотрудниками в 1967 г. удалось получить вирус полусинтетическим методом. Это был фаг фи X 174, созданный с помощью ДНК-полимеразы фермента, который ответствен за синтез новой ДНК-цепи при редупликации ДНК. Они извлекли 600 мг этого фермента из 90 кг бактерий кишечной палочки. [c.171]

Выходит, загорать — это действительно совсем не невинное занятие. Конечно, мы не можем отказать себе в этом удовольствии, но не следует перегружать репарирующую систему. Кроме того, репарация — не вполне безобидная вещь. Считают, что ферменты репарирующей системы, в особенности ДНК-полимераза Корнберга, склонны допускать ошибки, так что репарация может приводить к мутациям. А соматические мутации (т. е. происходящие в неполовых клетках тела) также рассматриваются в качестве важного фактора, приводящего к злокачественному перерождению ткани. [c.39]

Если идут два процесса, то должны существовать два фермента ДНК- и РНК-полимеразы. Эти белки искали, и их действительно нашли в клетке. Все просто и ясно. Правда, много лет спустя выяснилось, что та ДНК-полимераза, которую при этом обнаружили (ее называют ДНК-полимеразой Корнберга) вовсе не главное действующее лицо при репликации. Оказалось, что эта ДНК-полимераза служит в клетке для залечивания брешей, образующихся в ДНК в процессе репликации и репарации. Самим процессом репликации ДНК ведает в клетке совсем другой фермент. [c.50]

Объяснение всему этому может быть, по-видимому, только одно. Описанный ритуал — не что иное, как проверка ДНК на целостность сахаро-фосфатной цепи, своеобразный ОТК для ДНК. В самом деле, не следует забывать, что ДНК в клетке постоянно повреждается — облучением, химическими агентами, собственными нуклеазами, тепловым движением в конце концов. В клетке есть целый арсенал средств, называемый репарирующей системой, для залечивания этих повреждений. В главе 3 мы рассказывали о том, как эта репарирующая система залечивает повреждения, наносимые ультрафиолетовыми лучами. Репарирующая система располагает множеством ферментов. Одни, нуклеазы, рвут нить ДНК вблизи поврежденного нуклеотида. Другие ферменты расширяют брешь, удаляя поврежденное звено. Однако генетическая информация при этом сохраняется — ведь есть вторая, комплементарная нить, по которой ДНК-полимераза Корнберга вновь наращивает расщепленную цепочку. [c.94]

На рис. 129 представлена спаренная двойная спираль ДНК, которая ферментом экзонуклеазой частично разъединяется, и разъединенные концы при действии фермента полимеразы достраиваются за счет комплементарных нуклеотидов из среды, сшиваемых в цепь (заштрихованные участки правой спирали) (Корнберг). В последние годы открыта также лигаза — фермент, сшивающий фосфорнокислыми мостами два соседних, закрепленных на матрице олигонуклеотида (рис. 130). Затрата энергии покрывается [c.734]

А. Корнберг открыл фермент ДНК-полимеразу. [c.611]

В опытах с нативной спиральной ДНК в качестве матрицы и очищенным препаратом полимеразы наблюдается образование комплекса, который состоит из матрицы и продукта реакции. Последний можно отделить от матрицы путем денатурации. Полученный продукт напоминает нативную ДНК и отличается от нее лишь в двух отношениях 1) он обладает необычной способностью восстанавливать после денатурации свою спиральную конформацию ( неденатурабильность ) и 2) под электронным микроскопом он чаще всего виден в виде разветвленной цепочки [169]. Существует предположение, что при репликации нативной ДНК новые цепи не связаны с матрхщей ковалентно, а, возможно, формируется многошпилечная или складчатая структура, восстанавливающая свою спиральную форму после денатурации [147]. И действительно, отнюдь не исключено, что фермент Корнберга не обязательно является самым важным участником синтеза ДНК в живой клетке. [c.201]

Большой вклад в решение проблемы биологического синтеза высокополимерных нуклеиновых кислот (РНК и ДНК) из мононуклеотидов внесли работы С. Очоа и А. Корнберга. Удалось осуществить биосинтез высокомолекулярной РНК из монори-бонуклеотиддифосфатов при помощи фермента—полинуклеотидфосфорилазы (С. Очоа), а также синтез высокомолекулярной ДНК из монодезоксирибонуклеотидтрифосфа-тов, при участии другого фермента — полимеразы (А. Корнберг). [c.359]

ДНК-зависимая ДНК-полимераза (К. Ф. 2. 7. 7. 7.) — ДНК-нуклеотидилтранс-фераза, или фермент Корнберга (ДНК-полимераза 1), осуществляющий полимеризацию дезоксирибонуклеозидтрифосфатов на ДНК-матрице в присутствий ионов Выделенный из кишечной палочки после тщательной очистки фермент представляет собой препарат, гомогенный по критериям седиментации, хроматографии и электрофореза в крахмальном геле. Наряду с полимеразной активностью фермент обладает также экзонуклеазной активностью. [c.50]

В 1953 г. Дж, Уотсон и Ф. Крик сумели правильно интерпретировать данные рентгеноструктурного анализа ДНК, накопленные в лабораториях Р. Франклин и 14. Уилкинса, и на их основе построить модель пространственной структуры ДНК- Они показали, что макромолекула ДНК — это регулярная двойная спираль, в которой две полинуклеотидные цепи строго комплементарны друг другу. Из анализа модели следовало, что после расплетания двойной спирали на каждой из полинуклеотидных цепей может быть построена комплементарная ей новая, в результате чего образуются две дочерние. молекулы, не отличимые от материнской ДНК. Через пять лет М. Мезельсон и Ф. Сталь экспериментально подтвердили этот механизм, а несколько раньше (1956) А. Корнберг открыл фермент ДНК-полимеразу, кщ-орый на расплетенных цепях, как на матрицах, синтезирует новые, комплементарные им цепи ДНК. [c.6]

В дальнейшем было установлено, что полимераза Корнберга является скорее репаразой — медленно действующим ферментом, заполняющим бреши в полинуклеотидных блоках. 1п vivo работает истинная полимераза. Мы еще мало знаем об этих ферментах. [c.537]

От З -конца праймера начинается синтез новой цепи ДНК при помощи ДНК-полимеразы III. Синтез идет в направлении 5 3 одновременно на обеих цепях матрицы. Учитывая тот факт, что цепи ее антипараллельны, новосин-юзированные цепи также должны были бы расти в противоположных направлениях при помощи двух различных ферментов. На самом же деле, как показано выше, обнаружена одна ДНК-полимераза, катализирующая рост цепи в направлении 5 3. А. Корнберг в связи с этим выдвинул предположение о том, что на одной из цепей синтез должен быть прерывистым. Это в дальнейшем блестяще подтвердил в эксперименте японский исследователь Р. Оказаки. Было установлено, что на одной цепи направление синтеза совпадает с направлением движения репликативной вилки (рис. 28.1). Эта цепь называется лидирующей. Цепь, направление синтеза которой противоположно движению репликативной вилки, называют отстающей, и синтез этой цепи имеет прерывистый характер. [c.452]

Сначала фермент УФ-эндонуклеаза узнает тиминовый димер и рвет в этом месте сахаро-фосфатную цепь. Далее фермент экзонуклеаза расширяет возникший разрыв. В одной из нитей ДНК, там, где образовался тиминовый димер, получается огромная брешь — в несколько тысяч нуклеотидов. При этом оказываются удаленными не только ти-мииовый димер, но и масса нормальных нуклеотидов, как говорится, на всякий случай. Но это не беда — другая, комплементарная нить остается целой и по ией специальный фермент, ДНК-полимераза Корнберга, надстраивает вторую нить, создавая иормальн двойную спираль, идентичную исходной, неповрежденной ДНК. [c.38]

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]

Большой вклад в решение проблемы биологического синтеза высокополимерных нуклеиновых кислот из мононуклеотидов внесли работы Очоа и Корнберга. Осуществлен биосинтез высокомолекулярной РНК из рибо-нуклеотиддифосфатов при помощи фермента — полинуклеотидфосфорилазы (Очоа), а также синтез высокомолекулярной ДНК из дезоксирибонуклео-тидтрифосфатов, нри участии — полимеразы (Корнберг). [c.379]

Весьма интересны ферментативные аспекты редупликации ДНК. Первый фермент, превращающий дезоксинуклеозидполифосфаты в полимерные соединения, был открыт в экстрактах из Е. соИ А. Корнбергом и его сотрудниками. Фермент был назван ДНК-полимеразой. Уравнение (XX. 1) описывает суммарную реакцию, катализируемую этим ферментом [c.509]

Синтез ДНК в бесклеточной системе впервые был осуществлен А. Корнбергом, удостоенным за эти работы Нобелевской премии в 1959 г. Для проведения синтеза необходимо пять существенных компонентов. Первый из них — фермент полимеразу — получали из культуры бактерий Е. oli с выходом 10 мг на 1 кг-культуры (такой выход составляет 20% от максимально возможного, так как на одну клетку приходится всего лишь около 100 молекул этого фермента). Кроме фермента необходимы аденозинтрифосфат (АТФ), являющийся источником энергии, Mg++, ДНК-затравка и монофосфаты всех четырех нуклеозидов, входящих в ДНК. После того как было показано, что под действием ферментов киназ дезоксинуклеозидмонофосфаты превращаются в соответствующие дезоксинуклеозидтрифосфаты, в экспериментах начали добавлять нуклеозидтрифосфаты. Именно по отношению к ним активна полимераза. Для синтеза существенны все четыре дезоксинуклеозида если присутствует лишь один из пред- [c.329]

В 1957 году Корнберг осуществил синтез ДНК в бескле-точной системе, содержавшей нуклеотиды всех четырех типов, фермент полимеразу и ДНК для затравки. Оказалось, что ДНК, образовавшаяся в процессе ферментативного синтеза, всегда идентична ДНК, использованной в качестве затравки. [c.91]

В 1956 г. Корнбергу удалось продемонстрировать in vitro синтез молекулы ДНК, используя в качестве матрицы одиночную цепь ДНК. Корнберг вьщелил из Е. соИ и очистил фермент, который способен связывать друг с другом свободные нуклеотиды в присутствии АТФ как источника энергии с образованием комплементарной цепи ДНК. Он назвал этот фермент ДНК-полимеразой. Как показали дальнейшие эксперименты, нуклеотиды, используемые в клетке, содержат две дополнительные фосфатные группы. Это активирует нуклеотиды. По мере прикрепления каждого нуклеотида к растущей цепи ДНК две дополнительные фосфатные группы отщепшяются. Освобождающаяся при этом энергия используется оставшейся фосфатной группой нуклеотида для образования связи с остатком сахара в молекуле соседнего нуклеотида. Процесс репликации показан на рис. 23.20. Он начинается с раскручивания двойной спирали ДНК, контролируемого ферментом гелика-зой. Затем ДНК-полимераза прикрепляется к одноцепочечной ДНК и начинает перемещаться вдоль цепи. Всякий раз, когда она доходит до очередного основания в цепи ДНК, свободные нуклеотиды приближаются к цепи, и тот из них. [c.163]

Полимеризация нуклеозид-5 -трифосфатов до ДНК катализируется ферментом ДНК-полимеразой (ДНК—нуклеотидилтрансферазой), впервые изолированным из Е. oli Корнбергом удостоенным за это открытие Нобелевской премии. Позднее фермент был обнаружен в других микроорганизмах и в тканях высших животных [c.446]

На фиг. 187 схематически изображен такой процесс репарации тиминовых димеров за счет иссечения и заполнения брешей, предложенный Сетлоу и П. Говард-Фландерсом. По этой схеме одна или несколько молекул ферм-ента постоянно обегают кольцевой бактериальный геном, выискивая в двойной спирали ДНК наличие структурных нарушений, подобно тому как на железных дорогах испытательные вагоны, двигаясь по путям, проверяют рельсы. Когда такой фермент встречает нарушение двойной спирали, обусловленное тиминовым димером, он вызывает два разрыва в полинуклеотидной цепи. В результате происходит иссечение тиминового димера вместе с несколькими соседними нуклеотидами. Образующаяся брешь заполняется под действием репарнрующей ДНК-полимеразы, которой, возможно, является ДНК-полимераза Корнберга (см. гл. IX). Эта полимераза добавляет нуклеотиды к З -ОН-концу нуклеотида в старой полинуклеотидной цепи и использует в качестве матрицы неповрежденную комплементарную цепь ДНК, в которой в этом участке не произошло образования ультрафиолетового повреждения . Наконец, восстановление двойной спирали ДНК завершается образованием фосфодиэфирной связи между З -ОН-концом последнего нуклеотида, включенного при репарационной репликации, и 5 -ОН-концом нуклеотида на конце старой полинуклеотидной цепн. Эта реакция осуществляется ДНК-лигазой, действие которой показано на фиг. 104. [c.377]

Синтез искусственной ДНК. Механизм репликации молекул ДНК экспериментально был доказан в 1958 г. американским генетиком А. Корнбергом. В его лаборатории удалось разработать способ выделения из бактериальных экстрактов в чистом виде фермента, способного синтезировать ДНК вне организма (in vitro). Этот фермент получил назвацие ДНК-полимеразы. Субстратом для него служила смесь, состоящая из четырех дезоксирибонуклео- [c.144]

Первый обнадеживающий результат на пути к пониманию ферментативного механизма репликации ДНК был получен А. Корнбергом (отцом) в 1956 г., когда он выделил из клеток бактерии Е. oli фермент ДНК-полимеразу. Этот фермент осуществлял синтез ДНК при наличии в реакционной смеси всех четырех дезоксинуклеозидтрифосфатов АТФ, ГТФ, ТТФ, ЦТФ и молекул ДНК [c.126]

Дальнейшие попытки выделить из клеток бактерий истинную репликазу были связаны с применением генетических методов. Были получены мутанты polA с условным проявлением (в частности, температурочувствительные), лишенные при непермиссивных условиях активности ДрК-полимеразы I, как стали называть фермент А. Корнберга. Эти мутанты сохраняли жизнеспособность даже при непермиссивных условиях. Это еще раз подтвердило, что ДНК-полимераза I не является ферментом, реплицирующим ДНК in vivo. [c.127]

Из таких бактериальных мутантов Т. Корнберг (сын) и другие выделили еще два фермента ДНК-полимеразу II и ДНК-полимеразу III. Эти ферменты также умели достраивать двунитевые участки на фрагментах ДНК с однонитевыми 5 -концами. В дальнейшем было показано, что именно ДНК-полимераза III участвует в синтезе полинуклеотидных цепей при репликации ДНК Е. oli. У этого объекта были выделены условно летальные мутанты по гену dna Е, кодирующему ДНК-полимеразу III. Тем не менее ни одна из трех ДНК-полимераз Е. oli не может инициировать репликацию ДНК в отсутствие уже готоюго праймера (затравки). [c.127]

Доказан предсказанный Уотсоном и Криком механизм репликации двойной спирали ДНК и обнаружен фермент ДНК-полимераза (ДНК ДНК копирование М. Мезель-сон, Ф. Сталь, А. Корнберг) [c.39]

Смотреть страницы где упоминается термин ДНК-полимераза I из Е. oli (фермент Корнберга): [c.479] [c.249] [c.537] [c.541] [c.178] [c.348] [c.350] [c.156] [c.922] [c.64] [c.682] [c.694] [c.722] [c.305] [c.209] [c.16] [c.73] [c.73] [c.123]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология