Геликазы

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]

Раскручивание двойной спирали и пространств, разделение цепей осуществляется при помощи неск. спец. белков. Т. наз. геликазы расплетают короткие участки ДНК, находящиеся непосредственно перед репликац. вилкой. На разделение каждой пары оснований расходуется энергия гидролиза двух молекул АТФ до аденозиндифосфата и фосфата. К каждой из разделившихся цепей присоедшгяется неск. молекул ДНК-связывающих белков, к-рые препятствуют образованию комплементарных пар и обратному воссоединению пепей. Благодаря этому нуклео гиднью последовательности [c.253]

Для того чтобы новые участки материнских нитей становились доступными репликации, должно происходить разделение нитей. Это достигается с помощью специальных ферментов — геликаз, которые перемещаются в рассматриваемом случае влево вдоль обеих цепей материнской ДНК, раскручивая их. Такое направленное перемещение ферментов требует затраты энергии, и каждый акт перемещения обеих геликаз сопровождается гидролизом пирофосфатной связи в молекулах АТФ. Таким образом, геликазы обладают АТФазной активностью. Гелика-зы неидентичны, поскольку им приходится двигаться в различных физических направлениях двух полинуклеотидных цепей. В ходе продвижения вилки репликации в определенном направлении, в рассматриваемом случае влево, вилка, а следовательно, и геликазы, в силу антипараллельной ориентации комплементарных материнских цепей, по отношению к одной из них движутся от 3 - к 5 -концу, а по отношению к другой от 5 - к 3 -концу. В случае Е.соИ первая получила название геликазы а или В,ер-белка, вторая — геликазы II. [c.179]

Развертывание двунитевой спиральной структуры геликазами не создает каких-либо осложнений, если, как это представлено на рис. 50, концы ДНК свободны. Если же они закреплены, как это, бесспорно, имеет место в кольцевых ДНК и скорее всего у ДНК в хромосомах эукариот, то раскручивание двойной спирали создает в остальной части структуры сверхспирализацию. При этом, поскольку раскручивается правая спиргшь, возникает и постепенно усиливается положительная сверхспирализация. Это не может не сказываться на протекании процессов в вилке репликации и должно постепенно привести к торможению процесса в целом. Чтобы избежать этого, необходимо введение в сохранившуюся двуспиральную структуру отрицательных супервитков. Этот процесс осуществляется с по мощью еще одного специального фермента, играющего важную роль в процессе репликации, — ДНК-топоизомеразы II. Название связано с тем, что единственной функцией этого фермента является введение в двунитевзоо ДНК отрицатель- [c.181]

Для раскручивания двойной цепи ДНК необходим фермент геликаза. Она движется вдоль цепи ДНК непосредственно перед ДНК-полимеразой (см. ниже). Разрушая водородные связи между комплементарными основаниями, геликаза отделяет одну цепь ДНК от другой и раскручивает их [c.164]

В присутствии белков Rep и SSB, а также АТР разрезанная ДНК расплетается (рис. 33.8). Белок Rep обеспечивает функцию геликазы, которая разделяет цепи белок SSB фиксирует их в одноцепочечной форме. Белок А остается ковалентно связанным с 5 -фосфатным концом кроме того, он связан с белком Rep и передвигается по кольцевой молекуле вместе с ним. В результате замещаемая цепь выпетливается из сайта расплетания. Завершение движения по кольцу ведет к освобождению кольцевой комплементарной ( — )-цепи и линейной вирусной (+ )-цепи. [c.426]

Поскольку на последовательность конформационных переходов 12 3 1 затрачивается энергия гидролиза АТР, то весь цикл при физиологических условиях становится практически необратимым (т.е. вероятность образования АТР из ADP и Pi по пути 1 3 2 1 очень низка). Так как необратимость обеспечивает направленность цикла, то молекула белка в нашем схематическом примере будет непрерывно перемещаться вправо. Примерами белков, осуществляющих направленное движение с помощью описанного механизма, могут служить мышечный белок жг/озш и белок ДНК-геликаза, играющая важную роль в репликации ДНК. [c.166]

ДНК-геликазы были впервые выделены как белки, которые, присоединяясь к одиночной цепи ДНК, катализируют гидролиз АТР. Как уже отмечалось в гл. 3, гидролиз АТР может циклическим образом изменять форму молекулы белка, вследствие чего белок будет производить механическую работу (см. разд. 3.4.11). Именно этот принцип лежит в основе быстрого неремещения ДНК-геликаз по одиночной цени ДНК. Встречая на своем пути участок двойной спирали, эти ферменты продолжают двигаться вдоль своей цепи и тем самым расплетают двойную спираль (рис. 5-44). Расплетание ДНК-снирали в области репликационной вилки, вероятно, осуществляется двумя совместно действующими ДНК-геликазами, одна из которых перемещается по ведущей цепи, а другая - по отстающей. Ясно, что две эти геликазы должны двигаться вдоль одиночных ценей ДНК в противоположных направлениях, т. е. это должны быть разные ферменты. Действительно, оба указанных типа ДНК-геликаз удалось обнаружить. Нри этом исследования на бактериях показали, что главную роль играет ДНК-геликаза отстающей цепи. Причины этого мы обсудим ниже. [c.292]

Белки, дестабилизирующие спираль (их называют также белками, связывающими однопеночечную ДНК или 88В-белками). связываются с одиночными цепями ДНК, не закрывая оснований, т. е. оставляя их доступными для спаривания. Сами они не способны расплетать длинные молекулы ДНК, но, присоединяясь к одиночным цепям ДНК, они тем самым способствуют любому процессу расплетания спирали они, например, помогают ДНК-геликазе расплетать двойную спираль в репликационной вилке. На матрице отстающей цепи 88В-белки кооперативным образом связываются с одноцепочечными участками ДНК и предотвращают здесь образование шнилек , небольших двухспиральных структур, которые могли бы помешать синтезу ДНК. осуществляемому ДНК-полимеразой (рис. 5-45). [c.292]

Схема на рис. 5-46, где подробно изображена репликационная вилка, позволяет судить о том, как работают отдельные части такой репликационной мащииы . В области вилки действуют две идентичные ДНК-полимеразы - на ведущей и на отстающей цени. Спираль ДНК расплетается в результате совместного действия ДНК-полимеразы, работающей на ведущей цени, и ДНК-геликазы, движущейся вдоль отстающей цепи ЭТОМ) процессу способствуют кооперативно связывающиеся молекулы дестабилизирующегося белка. В го время как на ведущей цени ДНК-нолимераза работает непрерывно, на отстающей цепи фермент через онределенные интервалы прерывает и вновь возобновляет свою работу, используя для полимеризации короткие РНК-затравки, синтезируемые ДНК-нраймазой. [c.293]

Эффективность репликации сильно возрастает вследствие гесного объединения всех этих белковых компонентов. Молекула праймазы непосредственно сцеплена с ДНК-геликазой, образуя вместе с нею на отстающей цепи структуру, называемую праймосомой, которая движется с репликационной вилкой и по ходу своего движения синтезирует РНК-затравки. Молекула ДНК-полимеразы, работающая на отстающей цени, также движется совместно с остальными белками, синтезируя ряд новых фрагментов Оказаки ради этого, как полагают, цепь ДНК, которая служит для нее матрицей, складывается сама на себя, как это показано на рис. 5-47. Репликациоипые вилки оказываются, таким образом, объединены в одну крупную структуру (с общей массой > 10 дальтон), быстро перемещающуюся вдоль ДНК и обеспечивающую [c.293]

Рис. 5-44. Действие ДНК-геликаз Небольшой фрагмент ДНК присоединен путем отжига к длинной одноцепочечной ДНК, так что образовался короткий участок двойной спирали. Эта спираль расплетается по мере того, как геликаза движется вдоль одиночной цени ДНК, катализируя реакцию, для которой требуется наряду с ферментом и АТР Источником энергии для движения геликазы служит гидролиз АТР (см. рис. 3-63).

Белок, инициирующий репликацию на хромосомах эукариотических клеток, еще не обнаружен. Таким образом, остается неизвестным, действует ли этот белок подобно Т-антигену в качестве ДНК-геликазы или же, как у прокариот, инициаторные и геликазные функции берут на себя разные белки. [c.136]

Использование различных модельных систем при изучении репликации ДНК показало, что у эукариот, как и у прокариот, этот процесс начинается с посадки геликазы на ДНК с помощью инициаторного белка, связывающегося с точкой начала репликации. По мере уоаления двух репликационных вилок друг от друга образуется репликационный глазок. У высших эукариот в течение 8-фазы соседние точки начала репликации, по-видимому, активируются группами (их называют репликационными единицами). Так как репликационная вилка движется со скоростью около 50 нуклеотидов в секунду, для завершения репликации ДНК в пределах одной единицы требуется приблизительно час. В ходе 8-фазы, длящейся 8 ч, по очереди активируются различные кластеры сайтов начала репликации. Порядок активации определяется отчасти структурой их хроматина, наиболее конденсированные области хромосом реплицируются последними. Взаимосвязь между единицами репликации и сегментами на митотических хромосомах эукариот позволяет предположить, что единицы репликации могут соответствовать структурно различающимся доменам интерфазного хроматина. [c.143]

Плазмида pUBl 10 использует бактериальные ДНК-полимеразы 1П и Poll, геликазу, лигазу и SSB-белок. Эти белки есть в любой клетке, что и объясняет возможность плазмиды использовать широкий круг хозяев. [c.95]

Связанный в сайте Т2 Tag работает как АТР-за-висимая геликаза, которая в комплексе с клеточной ДНК-праймазой и ДНК-полимеразой (а возможно, и с другими белками) способствует инициации синтеза новых цепей ДНК. Не исключено, что АТ-и ОС-богатые элементы влияют на репликацию сами по себе благодаря своей близости к стартовой точке с другой стороны, их влияние может быть связано с тем, что повыщение частоты инициации транскрипции в этой области содействует началу репликации. [c.49]

Для ответа на данный вопрос кольцевую ДНК этого вируса полностью копировали в присутствии ДНК-полимеразы бактериофага Т4, праймосомы Т4 (комплекс геликазы и РНК-праймазы), различных rNTP (рибонуклеозидтрифосфатов) и dNTP (дезокси-рибонуклеозидтрифосфатов). Затем двухцепочечные кольцевые продукты обрабатывали рестриктазой, которая расщепляет двойную цепь в специфическом участке. Продукты этого расщепления подвергали денатурации, после чего анализировали последовательность нуклеотидов ДНК методом гель-электрофореза с высоким разрешением. Было обнаружено много отдельных полос. Если продукты расщепления до электрофореза обрабатывали РНКазой, то все они становились на пять нуклеотидов короче, о чем свидетельствовала более быстрая миграция их в секвени-рующем геле. [c.25]

Ген dnaB у Е. oli кодирует геликазу, которая участвует в расплетании ДНК на участке репликативной вилки. Свойства этого фермента были изучены с использованием искусственных суб- [c.25]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология