Точка инициации репликации

Рис. 21.9. Вектор на основе HSV-ампликон-плазмиды. Точка инициации репликации HSV (ori HSV), сигнал упаковки HSV и терапевтический ) ген (ТГ) встраивают в плазмиду Е. соН (HSV-ампликон-плазмида). Проводят трансфекцию клетки-хозяина, инфицированной вирусом-помощником HSV, полученной плазмидой. ДНК ампли-кон-плазмиды реплицируется по типу катящегося кольца . 10 амп-ликонов, соответствующих полноразмерному геному HSV, упаковываются в HSV-капсид, который поставляет вирус-помощник HSV. Геном этого вируса не упаковывается. HSV-частицы, несущие множество копий терапевтического гена, высвобождаются при лизисе клетки и используются для трансдукции нейронов.

Многие репликоны используют, по-видимому, совершенно иную стратегию регуляции собственного синтеза. Для инициации репликации этих репликонов необходим белок-инициатор (например, белок Е в случае плазмиды F). от белок специфически связывается с определенной последовательностью ДНК, многократно повторенной на данном репликоне. Связывание белка-инициатора с одной или несколькими такими последовательностями, находящимися в ориджине, необходимо для инициации. Одна из последовательностей находится в начале гена бел ка-инициатор а, так что связывание с ней белка подавляет его собственный синтез. Считается, что регуляция репликации осуществляется благодаря сложной конкуренции за белок-инициатор между участком ДНК, необходимым для собственной репрессии, участком (или участками), необходимым для инициации синтеза ДНК, и другими участками связывания. Хотя подобные репликоны пока еще недостаточно изучены и детальная картина регуляции репликации не ясна, очевидно, что наличие множественных мест связывания ключевого белка инициации репликации позволяет регуляторной системе очень чутко отзываться на изменение копийности репликона. Например, если плазмида содержит 10 повторенных мест связывания белка-инициатора, то появление за счет репликации од ой дополнительной копии плазмиды увеличит число участков связывания на 10. В определенном смысле многократно повторенные участки связывания белка-инициатора, суммарное количество которых пропорционально копийности репликона, аналогичны ранее рассмотренной ингибиторной РНК, концентрация которой также пропорциональна копийности. [c.67]

Точки инициации репликации. [c.354]

РЕПЛИКОН. Единица генома, способная к автономной репликации ДНК содержит точку инициации репликации. [c.525]

Оказалось, однако, что синтез обеих новых цепей может идти не только в одном направлении, но и сразу в обе стороны от точки инициации. Такой механизм предполагает раскручивание двойной спирали сразу в двух местах-с образованием двух разветвлений реплика-ционных вилок на одной молекуле ДНК. Удвоение хромосомы у Е. соИ занимает примерно 40 мин. Между тем эта бактерия при благоприятных условиях делится со временем удвоения порядка всего лишь 20 мин. Этот факт можно объяснить тем, что обе дочерние хромосомы, по имеющимся данным, начинают новый цикл деления еще до того, как заканчивается предыдущий. О механизме репликаций ДНК получено гораздо больше детальных сведений, чем можно было здесь изложить. Между механизмами репликации фагов, плазмид и бактериальных хромосом существуют значительные различия. Для углубленного изучения этих вопросов следует обратиться к литературе по молекулярной биологии. [c.40]

Инициация репликации неизбежно влечет за собой дальнейшее деление прокариотической и эукариотической клетки. С этой точки зрения число потомков клетки определяется серией принимаемых ею решений, инициировать или не инициировать репликацию ДНК. Если репликация началась, то до ее завершения последующее деление клетки не сможет произойти. Именно завершение репликации, по-видимому, служит сигналом для клеточного деления. Дуплицированные геномы сегрегируют по одному в каждую дочернюю клетку. У эукариот это происходит в процессе митоза, у прокариот используется какой-то другой механизм. В обоих случаях единицей сегрегации является хромосома. [c.396]

Замена сегмента генома длиной примерно 30 т. п. н. ДНК-вставкой не оказывает заметного влияния на репликацию HSV, его упаковку или инвазионную способность. С другой стороны, большой размер генома HSV затрудняет генетические манипуляции с ним. Для решения этой проблемы в плазмиду Е. соН, которая может переносить до 8 т. п. н. чужеродной ДНК, встроили усеченный геном HSV, состоящий из точки инициации репликации и последовательности, ответственной за упаковку. Полученные HSV-производные назвали ампликонами (ампликон-плазмидами). [c.498]

Если вектор представляет собой плазмиду, реплицирующуюся независимо от хромосомы, то он должен содержать сайт инициации репликации, функционирующий в хозяйской клетке. Если же вектор предназначен для встраивания в хозяйскую хромосомную ДНК, то для обеспечения рекомбинации он должен нести последовательность, комплементарную определенному участку хромосомной ДНК хозяина (хромосомный сайт интеграции). Поскольку технически многие операции с рекомбинантными ДНК сложнее проводить в клетках эукариот, чем прокариот, большинство эукариотических векторов сконструированы как челночные. Другими словами, эти векторы несут два типа сайтов инициации трансляции и два типа селективных маркерных генов, одни из которых функционируют в Es heri hia oli, а другие — в эукариотических хозяйских клетках. Такие векторные системы экспрессии разработаны для дрожжей, насекомых и клеток млекопитающих. [c.136]

Хромосомы некоторых вирусов и всех эукариотических организмов содержат линейные молекулы ДНК. Репликация линейных молекул начинается в определенных точках с образования репликационных вздутий. В небольших молекулах ДНК вирусов репликация может начинаться с одной точки. В больших молекулах ДНК, образующих хромосомы эукариот, иногда насчитываются сотни точек инициации репликации (рис. 4.24). После образования вздутия оно начинает увеличиваться по мере распространения процесса репликации ДНК в обоих направлениях от точки инициации. По ходу процесса соседние вздутия могут сливаться, а когда вздутие достигает конца молекулы, образуется характерная промежуточная У-образная конфигурация. Когда репликация заканчивается, из одной линейной родительской молекулы образуются две линейные дочерние, каждая из которых, так же как и родительская, представляет собой двойную спираль. [c.124]

Однонитевой разрыв отмечается в точке, отличной от обычной точки инициации репликации F-фактора. Если скрещиваются F уу F, то освобождаемый в результате надреза 5 конец цепи ДНК начинает разматываться и проникает в клетку F . Таким образом, в донор попадает одноцепочечная копия F-фактора, которая там реплицируется и превращается в двуцепочечную форму, замыкающуюся в кольцо. То, что в F -клетки передается только [c.206]

Репликон — единица генома, способная к автономной репликации ДНК. Содержит одну точку инициации репликации. У бактерий отдельными репликонами являются хромосома и плазмиды. [c.125]

При делении (35/0 мин) клетка получает частично реплицированную хромосому. Репликационная вилка продолжает двигаться. Через 10 мин, когда старая репликационная вилка еще не достигла терминатора, в обеих точках начала репликации частично реплицированной хромосомы происходит инициация репликации. Начало движения этих новых репликационных вилок создает хромосому со многими вилками. Через 15 мин, т.е. за 20 мин до следующего деления, старая репликационная вилка достигает терминаторной точки. Две дочерние хромосомы разделяются. Каждая из них уже частично реплицирована с помощью новых репликационных вилок (теперь это единственные репликационные вилки). Эти вилки продолжают двигаться. В точке деления две частично реплицированные хромосомы сегрегируют. В результате восстанавливается то состояние, которое было вначале. Одна репликационная вилка становится старой , она достигает точки терминации через 14 мин, а спустя 20 мин происходит деление. Мы видим, что событие инициации происходит перед событием деления, с которым оно связано, за период, соответствующий 1 /35 клеточных циклов. Основной принцип связи между инициацией и ци- [c.400]

Как узнает клетка, когда именно следует инициировать цикл репликации Событие инициации происходит при постоянном соотношении клеточной массы и числа точек начала репликации. Клетки, растущие быстрее, имеют большую массу и поэтому обладают большим числом точек начала репликации. Как показано на рис. 31.9, в точке, соответствующей 10 мин после деления, клеточная масса увеличена достаточно, для того чтобы поддержать событие инициации в обеих доступных точках начала репликации. [c.401]

Независимо от того, какой тип регуляции используется, рост бактерии может быть описан в значениях клеточных единиц, имеющих длину 1,7 мкм. Бактерия содержит одну точку начала репликации на клеточную единицу быстро растущая клетка с двумя точками начала репликации должна иметь длину более 3,4 мкм. Топологическая связь между событием инициации и структурой клетки может определяться наличием сайта роста в клетке, единственного участка, в котором может происходить инициация. На одну клеточную единицу должен приходиться один сайт роста. [c.401]

Общая, или гомологичная, рекомбинация характерна для всех живых организмов от вирусов и бактерий до многоклеточных эукариот. При гомологичной рекомбинации происходит обмен участками между гомологичными, т. е. очень похожими по последовательности, лтолекулами ДНК- Так, к сбщей рекомбинации относятся обмены между гомологичными хромосомами в мейозе у эукариот и рекомбинационная инициация репликации ДНК бактериофага Т4 (см. гл. ХП1). В первом приближении можно сказать, что гомологичная рекомбинация не создает принципиально новых последовательностей, а перетасовывает уже имевшиеся сходные варианты одной и той же последовательности (рис. 51). Чтобы подчеркнуть важность этого свойства, достаточно сказать, что при гомологичной рекомбинации между двумя сходными генами, кодирующими белок, оба рекомбинантных продукта оказываются не нарушенными, не происходит, например, сдвига рамки считывания, Другими словами, при гомологичной рекомбинации каким-то образом обеспечивается взаимное узнавание одинаковых (или очень сходных по последовательности) участков рекомбинирующих. молекул. Если же го.чологии нет, то и рекомбинация такого рода происходить не будет. [c.84]

Небольшой белок (63 аминокислотных остатка), кодируемый геном гор, локализован на некотором расстоянии от точки начала репликации по направлению хода репликации. Белок Rop подавляет образование затравки. В настоящее время механизм этого подавления неизвестен, однако вероятно, что в данный процесс вовлекаются последовательности, находящиеся по ходу репликации сразу же за точкой начала инициации затравки. Независимо от характера молекулярного взаимодействия с этими последовательностями, его результатом является уменьшение числа копий плазмиды. [c.407]

Мутанты с замедленной остановкой репликации завершают текущий раунд репликации, но оказываются неспособными начать новый раунд. Следовательно, у них нарушен цикл инициации репликации в точке ее начала (локусе ori). О мутантах этого класса известно немногое [c.420]

Связана с инициацией репликации в точке начала Одна мутация обусловливает замедленную остановку репликации, функции других описаны в табл. 33.1 [c.425]

Искусственная хромосома содержит три основных элемента концевые участки (теломеры), центромеру и точки инициации репликации. Свойства теломерных областей хромосом человека хорошо изучены, чего нельзя сказать о центромерах и точках инициации репликации, и существовали опасения, что искусственную хромосому человека не удастся сконструировать, пока не будут досконально изучены все ее элементы. Однако уже получены и поддерживаются в трансфицированной культуре клеток стабильные линейные искусственные хромосомы человека (микрохромосомы), состоящие из множества ДНК-повторов (длиной около 1 м. п. н.) центромерной области Y-хромосомы, высокомолекулярных фрагментов геномной ДНК и теломерных участков. В их центромерную область был встроен ген устойчивости к неомицину, что позволило использовать среду G418 в качестве селективной. В нескольких G418-устойчивых клетках были обнаружены микрохромосомы длиной от 6 до 10 м. п. н. [c.501]

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]

Препараты 5У40 и вируса полиомы, полученные при высокой множественности инфекции, могут содержать различные формы вирионов (в том числе ДИЧ), которые возникают за счет перемещений, повторений и делеций в вирусной ДНК. Кроме того, возможен обмен между участками вирусного генома и ДНК клетки-хозяина. Сохраняя ориджин репликации (точку инициации репликации), дефектные вирусы способны нормально реплицироваться в присутствии вируса дикого типа и формировать дочерние вирионы. Эти дефектные вирусы при наличии двух и более орнджинов репликации могут иметь даже некоторые селективные преимущества в процессе репликации [8]. После 3—5 серийных пассажей инфекционный титр таких вирусных препаратов падает до 10% и ниже по сравнению с исходными препаратами без заметного уменьшения числа вирусных частиц. Для некоторых экспериментов гетерогенность популяции вирусных частиц не имеет значения для других чистота вирусного препарата строго обязательна. В этом случае вирус должен быть исследован дополнительно (см. [c.226]

Молекула ДНК человека имеет очень большие размеры, репликация такой большой молекулы (скорость 50 нуклеотидов в минуту) шла бы в течение примерно 800 ч. Поэтому инициация синтеза ДНК происходит в нескольких точках хромосомы, которые называются точками инициации репликации, или ориджинами (origin) репликации (рис. 3.5). Ориджины репликации имеют определенную нуклеотидную последовательность. Единица репликации [c.64]

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]

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]

Наиболее простой цикл репликации / транскрипции вирусной РНК — это когда с геномной РНК снимается комплементарная копия и эта копия, в свою очередь, служит матрицей для синтеза геномной РНК роль мРНК в образовании всех необходимых для размножения вируса белков выполняет родительская РНК. Если отвлечься от частностей, то этот принцип реализуется у фага Ор и у вируса полиомиелита. Однако стратегии этих вирусов различаются в одном существенном отношении. Фаг Ор размножается в клетках прокариот, поэтому его (+)РНК может функционировать как истинная полицистронная мРНК. Хозяин вируса полиомиелита — эукариотная клетка. Соответственно на (+)РНК этого вируса имеется единственная точка инициации трансляции, и все зрелые вирус-специфические белки возникают в результате ограниченного протеолиза единого полипротеина-предшественника. Как и у ДНК-содержащих вирусов, у вирусов с РНК-геномом разные вирус-специфические белки требуются в разных количествах и в разное время, а образование всех этих белков из единого предшественника затрудняет количественную и временную регуляцию их производства. Поэтому у РНК-содержащих вирусов эукариот возникли механизмы, обеспечивающие появление разных мРНК для [c.331]

РИС. 2-23. А. Двойная спираль ДНК В-форма. (Arnott S., Hukins D. W. L.. JMB, 81, 93—105, 1975.) Б. Электронная микрофотография молекулы ДНК бактериального вируса (бактериофаг Т7) в момент ее репликации. Вирусная ДНК представляет собой длинный ( 14 мкм) дуплексный стержень, содержащий около 40 000 пар оснований. Виден небольшой репликативный глаз — участок, где происходит удвоение ДНК. Синтез ДНК начинается в особой точке (точке инициации), расположенной иа расстоянии, равном 17% длины молекулы, от одного из концов дуплекса. Окраска уранилацетатом негативное контрастирование. (С любезного разрешения Т. Wolfson [c.131]

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]

Бактериальная хромосома содержит один репликон следовательно, единицы репликации и сегрегации совпадают. Инициация в одной точке начала репликации ведет к репликации всего генома. Наряду с хромосомой бактерии могут содержать плазмиды каждая плазмида представляет собой автономный кольцевой геном и является отдельным репликоном. Некоторые плазмиды разделяют строгость репликации бактериальной хромосомы они представлены в бактериальной клетке в виде одной копии на каждую копию хромосомы (однокопийные плазмиды). Другие плазмиды являются многокопийными, количество их копий в клетке превышает 1. ДНК каждой фаговой или вирусной частицы также составляет репликон, спо- [c.396]

Выделенный фрагмент ДНК, несуший точку начала репликации, можно использовать для исследования отдельных функций репликации, таких, как акт инициации репликации, контроль частоты событий инициации и сегрегация реплицированных хромосом в дочерние клетки. Выделение мутантов, дефектных по любой из этих функций, дает возможность идентифицировать последовательности, контролируюшие каждое репликационное событие. [c.399]

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]

Что представляет собой точка начала репликации каждого репликона Является ли она специфической последовательностью ДНК, возможно относящейся к семейству повторяющихся последовательностей Или это хро-матиновая нить, имеющая структуру более высокого порядка, не обязательно связанную с одним типом последовательности Далее мы должны ответить на вопрос каким образом выбираются точки начала для инициации репликации в разные периоды 8-фазы Заключена ли со- [c.402]

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]

Модель в какой-то степени напоминает механизм, участвующий в аттенуации транскрипции, при котором альтернативные способы спаривания последовательности РНК позволяют или предотвращают образование вторичной структуры, необходимой для терминации транскрипции, осуществляемой РНК-полимеразой (гл. 15). Формально эта модель равнозначна постулированию присутствия в клетке репрессора, который подавляет функционирование вновь введенной ДНК, аналогично репрессору фага лямбда (гл. 16). Вместо белка-репрессора, который связывает новую ДНК, РНК связывает вновь синтезированный предшественник РНК-затравки. Способность РНК I подавлять инициацию репликации может быть частью цикла негативного контроля, с помощью которого несовместимость связана с контролем числа копий. Однако мы еще не знаем роли этих ( обытий в поддержании характерного числа копий olEl ДНК (примерно 20 на 1 клетку). Возможно, она определяется соотношением между частотой инициации РНК-затравки и способностью затравки запускать синтез ДНК. Этот тип несовместимости может быть следствием событий, используемых для регуляции репликации. Вполне вероятно также, что несовместимость является результатом механизмов, с помощью которых при делении плазмиды распределяются между дочерними клетками. [c.408]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология