Репликационные белки

Таким образом, набор ферментативных активностей, необходимых для репликации генома данного вируса, задается схемой репликации, а происхождение соответствующих ферментов — вирусное или клеточное — может быть разным. Вирусы с крупным геномом обычно имеют собственный набор репликационных ферментов и дополнительных белков, что, очевидно, делает вирусную репликационную систему более автономной от клетки-хозяина. [c.283]

В процессе трансляции кроме посыльной РНК участвуют транспортная РНК (т-РНК) и репликационная РНК (р-РНК), которая находится в составе комплекса с ферментом, катализирующим образование пептидной связи. Такой комплекс называют рибосомой. Каждый из участников трансляции имеет строго определенные функции. п-РНК последовательностью своих кодонов определяет порядок присоединения тех или иных аминокислот в синтезируемом белке. т-РНК доставляет необходимые аминокислоты к месту синтеза. Для этого т-РНК использует собственный кодон (его называют антикодоном), который является комплементарным кодону п-РНК. т-РНК, несущая соответствующую аминокислоту, может присоединиться, таким образом, только к строго определенному участку п-РНК. [c.542]

Цитируемые авторы в основном уделяют внимание химическому составу клетки, связывая механизм репликации хромосомы с синтезом белка и клеточных компонентов. Исследователи судят об этом процессе по таким показателям, как соотношение массы клетки с числом начальных репликационных точек, отношение белок/клетка, белок/ДНК, белок/общая РНК, белок/рибосомальная ДНК и т. д. [c.106]

Белки в репликационной вилке действуют кооперативно, образуя репликационную машину [30] [c.293]

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]

Говоря о вирус-специфических репликационных белках, следует подчеркнуть, что во многих случаях в незараженной клетке имеются белки с аналогичной функцией. Причем в искусственных бесклеточных системах можно наблюдать, как клеточные ферменты работают на вирусной ДНК, а вирусные ферменты — на клеточной ДНК- Однако in vivo в зараженной вирусом клетке ситуация иная- Так, если вирус кодирует собственную ДНК-полимеразу (напри.мер, фаг Т4 нли вирус герпеса), то репродукцию такого вируса может обеспечить только вирусный фермент и этот вирусный фер.мент не катализирует синтез клеточной ДНК в зараженной клетке. Это кажущееся противоречие — высокая специфичность по отношению к матрице л vivo и низкая л w/ro — имеет [c.282]

Существуют варианты фага, Xdv, имеющие более короткие геномы, в которых заключена информация, необходимая для репликации. Тем не менее такие фаговые частицы утрачивают инфекционные функции и могут сохраняться в бактерии в виде плазмид. ДНК Xdv может реплицироваться in vitro с помощью системы, содержащей кодируемые фагом белки О и Р, а также репликационные белки бактерии-хозяина. Эта система дала возможность проанализировать роль транскрипционной активации. [c.426]

До сих пор мы говорили о репликации ДНК так, как если бы она осуществлялась смесью репликационных белков, действзтощих независимо друг от друга. Между тем в действительности большая часть этих белков обьединена в крупный мультиферментный комплекс, быстро движущийся вдоль ДНК. Этот комплекс - нечто вроде крошечной швейной машины деталями его служат отдельные белки, а источником энергии - реакция гидролиза нуклеозидтрифосфата. Комплекс из ен достаточно хорошо только у бактерий Е. соИ и у некоторых вирусов, но есть все основания считать, что очень похожий механизм действует и у эукариот (см. разд. 9.3.3). [c.293]

Рис. 5-47. Схема, иллюстрирующая современные представления о расположении репликационных белков в движущейся репликационной вилке. Вместо двумерной структуры, изображенной на рис. 5-46, здесь показано, как ДНК на отстающей цепи складывается, в результате чего возникает комплекс из двух ДНК-полимераз -ведущей и отстающей цепи. Кроме того, благодаря складыванию З -конец каждого завершенного фрагмента Оказаки оказывается рядом со стартовым участком следующего такого фрагмента (ср. с рис. 5-46). Находясь в тесном контакте с остальными репликационными белками, молекула ДН1С-полимеразы отстающей цепи может непрерывно работать на одной и той же репликационной вилке, отделяясь от готового фрагмента ДНК , она переходит к ближайшей новой РНК-затравке, чтобы начать синтез следующего фрагмента. Обратите внимание, что на этой схеме одна из дочерних спиралей ДН1С направлена вправо и вниз, а вторая влево и вверх.

Транскрипционная активация (см. с. 265). Вначале репликация идет по схеме Кэрнса обнаруживаются 0-молекулы, в которых две репликационные вилки движутся в противоположных направле-инях. Как всегда, движение репликационной вилки, имеющей лидирующую и отстающую цепи, требует сложного ферментативного аппарата. Большинство компонентов этого аппарата (ДНК-полимераза, праймаза, лигаза, хеликазы и др.) при репликации генома фага Я поставляется клеткой, хотя определенную роль, невидимому, играют и фагоспецифические белки О и Р. [c.275]

Недавно было обнаружено, что короткая цепь РНК, образующая гибрид РНК—ДНК, может служить затравкой для ДНК-полимеразы in vitro. Эти данные в сочетании с обнаружением фрагментов Оказаки и лигазы дают основание думать, что в репликационной вилке происходят следующие события двухцепочечная ДНК раскрывается в ограниченном участке, вероятно, при участии расплетающих белков (разд. Д). В специальной затравочной области синтезируется короткий фрагмент РНК-зат1равки, образующей пары оснований с ДНК. Далее [c.198]

Продукт гена N делает возможной также и правостороннюю транс-, крипцию через гены О, и Q и далее уже с меньшей скоростью вдод ь остальной хромосомы до точки а. Гены О и детерминируют синтез белков, позволяющих репликационной системе бактерии-хозяина начать образование новых молекул фаговой ДНК. Репликация начинается в точке ori и протекает в обоих направлениях, как это описано в разд. Д. Ген Q детерминирует синтез белка, который значительно ускоряет транскрипцию поздних генов, начиная с промотера Pr. [c.261]

В хромосоме Е. oli содержится ДНК длиной больше 1 мм, упакованная в клетке, длина которой пе превышает 2 мкм. Длина диплоидной ДНК, содержащейся в клетках человека, размер которых не превышает 20 мкм, достигает 1,5 м. Расплетание двойных спиралей ДНК в репликационных вилках требует быстрого вращения цепей (разд. А, 3,а). Хотя с чисто химической точки зрения процесс расплетания 3000 оснований за одну секунду не представляет проблемы, все же трудно представить себе, как две копии реплицируемой хромо-со.мы даже в клетках Е. oli могут разделяться, не запутываясь. Частично ответить на этот вопрос можно, если вспомнить о существовании ДНК-расплетающпх белков (разд. Д, 5, в), а также ДНК-релаксирую-щих , или раскручивающих , ферментов [185, 186] (см. также рис. 2-27). Важную роль играет при этом также организация хромосомы. [c.271]

Способ репликации ДНК-генома фага Т4 (170 т. п. н.) отличается от вышеописанного в нескольких отношениях. Во-первых,, у Т4 в этом процессе принимает участие большее число вирус-специфических белков, которые обеспечивают не только синтез аномальных (содержащих 5-оксиметилцитозин) нуклеотидов и пост-репликационное гликозилирование ДНК, но и выполняют множество парциальных реакций, необходимых непосредственно для синтеза молекулы ДНК. Во-вторых, инициация синтеза новых цепей ДНК на ранней и поздней стадиях репродукции фага Т4 происходит по-разному. На ранней стадии имеет место инициация на внутренних участках дуплекса (ori- aPnax). Определенную роль в этом процессе выполняет клеточная ДНК-зависимая РНК- [c.278]

Репликационная система вируса полио.миелита изучена менее детально тем не менее здесь имеются явные отличия от только что рассмотренной фаговой системы. Так, на 5 -концах вновь синтезируемых (+) и (—)цепей полиовирусных РНК всегда присутствует низкомолекулярный вирус-специфический белок (VPg). Тирозино-вый остаток VPg соединен фосфодиэфирной связью с 5 -концевым уридиловым остатком вирус-специфических РНК (обе комплементарные цепи начинаются с уридилового остатка Большинство исследователей приписывают этому белку (или его комплексу с уридиловой кислотой) роль затравки при синтезе обеих нитей РНК Бо этой точке зрения, VPg функционально аналогичен терминальному белку аденовирусов (см. раздел 1 этс л главы). [c.320]

Функцию раскручивания (расплетения) двойной спирали ДНК в репликационной вилке, происходящего за счет энергии гидролиза АТФ, выполняет специфический гер-белок, названный хеликазой (мол. масса 300000). Образовавшиеся на определенное время одноцепочечные участки ДНК служат в качестве матрицы при репликации и стабилизируются при помощи особых белков, связывающихся с одноцепочечной ДНК (ДНК-связывающие белки) и препятствующих обратному комплементарному взаимодействию цепей ДНК (мол. масса 75600). В связи с этим их иногда называют дестабилизирующими двойную спираль белками. Имеются, кроме того, особые ферменты топоизомеразы (у прокариот одна из них названа ДНК-гиразой), которые играют особую роль в сверхспирализации, обеспечивая как репликацию, так и транскрипцию ДНК. Эти ферменты наделены способностью не только создавать супервитки, но и уничтожать суперспирализацию путем сшивания образующихся разрывов или разрезания ДНК. Наконец, открыты специальные ферменты, редактирующие ДНК, т.е. осуществляющие вырезание и удаление ошибочно включенных нуклеотидов или репарирующие повреждения ДНК, вызванные физическими или химическими факторами (рентгеновское излучение, УФ-лучи, химический мутагенез и др.). [c.480]

Некоторые фаги также кодируют ДНК-полимеразы. Среди них такие, как Т4, Т5, Т7 и SP01. Все ферменты обладают как 5 —З -синтезирующей, так и 3 —З -экзонуклеолитической активностями. В каждом случае мутация в гене, кодирующем один фаговый полипептид, предотвращает развитие фага. Каждый фаговый полимеразный полипептид связан с другими белками, имеющими фаговое или бактериальное происхождение. Репликационные системы фагов Т4 и Т7 обсуждаются в гл. 33. [c.416]

В настоящее время исследования процесса сборки белков, включаемых в репликацию эукариот, только начаты. При определении компонентов репликационных аппаратов бактерий и фагов использованы два подхода, дающие совпадающие результаты. Во-первых, с помощью мутаций, нарушающих репликацию, удалось идентифицировать гены, продукты которых либо являются компонентами аппарата репликации, либо выполняют вспомогательные функции. Во-вторых, для изучения репликации in vitro в качестве матриц могут быть использованы геномы определенных мелких фагов. В изучении репликационно-го аппарата достигнут заметный прогресс, поскольку каждый его компонент доступен для изучения в системе in vitro как биохимически чистый продукт, и участие в репликации in vivo различных компонентов идентифицируется по эффекту мутаций в их генах. [c.420]

Какой белок ответствен за первоначальное расплетание двух цепей родительской молекулы Эту функцию связывают с мутациями гер, которые замедляют движение репликационной вилки. Белок Rep представляет собой АТРазу, зависимую от одноцепочечной ДНК. В присутствии АТР совместное действие белков Rep и SSB приводит к разделению двухцепочечной репликативной формы ДНК фага фХ174, несущей разрыв в одной из цепей, на составляющие ее отдельные цепи. Вероятно, белок Rep расплетает цепи, а белок SSB затем фиксирует их в одноцепочечном состоянии. [c.424]

Если роль расплетающего белка в репликационной вилке приписывается белку Rep правильно, то возникает вопрос, каким образом мутанты гер реплицируют бактериальную ДНК, не обладая способностью разделять цепи ДНК фага фХ174. Жизнеспособность фага М13 также ависит от R p-белка в мутантных клетках гер потомство (одноцепочечной) фаговой ДНК не может быть получено из кольцевой молекулы, имеющей репликативную форму. Однако если в ДНК фага М13 внедрен фрагмент Е. соН, содержащий область инициации, то ДНК реплицируется, Следовательно, ДНК двух указанных фагов нуждается в белке Rep для репликации, а ДНК бактериальной клетки способна реплицироваться без него. У Е. соИ, по-видимому, существует какой-то другой (неизвестный) механизм, с помощью которого происходит инициация разделения цепей и далее цепи поддерживаются в разделенном состоянии. [c.425]

Белок гена 52-высококооперативный, связывающийся с одноцепочечной ДНК и необходимый в стехиометрических количествах. Этот белок был первым охарактеризованным белком такого типа. По-видимому, он необходим для правильной геометрии репликационной вилки фага Т4, поскольку белок SSB из Е. соН не замещает его. Белок гена 32 образует комплекс с ДНК-полимеразой фага Т4 это взаимодействие, по-видимому, важно для образования репликационной вилки. [c.428]

До сих пор мы говорили о репликации ДНК, касаясь круга вопросов, связанных с движением репликационной вилки. Наличие мутантов с задержкой или прекращением синтеза ДНК свидетельствует об участии в ней генов, контролирующих другие функции. Мутации в четырех из них-39, 52, 58 и 60-определяют задержку синтеза ДНК. С помощью комплементационного анализа в системе in vitro показано, что продукты генов 39 и 52 связываются с другим белком (неизвестной природы) и образуют ком- [c.428]

ДНК-полимераза фага Т7 использует в виде вспомогательного белка продукт фагового гена 4, в котором объединены функции раскручивания двухспиральной матрицы и синтеза РНК-затравки. ДНК-полимераза вместе с белком гена 4 способна завершить репликацию in vitro, хотя in vivo при удалении РНК-затравки в процесс может также вовлекаться экзонуклеаза, кодируемая фаговым ге- ном 6. Репликационная вилка содержит, по-видимому, в расчете на одну растущую цепь 10 молекул белка гена 4 и одну молекулу ДНК-полимеразы. Продукт гена 4 гидролизует NTP свыше того количества, которое используется в качестве субстрата для синтеза РНК. На каждое основание, включаемое в ДНК, может приходиться до четырех дополнительных гидролитических событий. Вероятно, этот гидролиз обеспечивает энергией процесс разделения цепей. [c.429]

РЕПЛИСОМА. Мультиферментный комплекс, формирующийся в бактериальной репликационной вилке для осуществления синтеза ДНК. Содержит ДНК-полимеразу и ряд других белков. [c.525]

Двойная спираль ДНК должна расплетаться по ходу продвижения репликационной вилки, для того чтобы поступающие дезоксирибоиуклеозидтрифосфаты могли спариваться с родительской матричной цепью. Однако в обычных условиях двойная спираль ДНК весьма стабильна спаренные основания соединены столь прочно, что для разделения двух цепей ДНК в пробирке гребуются температуры, приближающиеся к точке кипения воды (90°С). Но этой причине большинство ДНК-нолимераз может копировать лишь ту молекулу ДНК, у которой матричная цепь уже отделилась от другой цепи. Для того чтобы двойная спираль ДНК раскрылась и соответствующая матричная цепь стала доступной лля ДНК-полимеразы. необходимы особые белки. Они бывают двух типов. [c.292]

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]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология