Репликация матричная цепь

Расплетание двойной спирали ДНК в ходе репликации Нативные ДНК двуспиральны следовательно, перед репликацией цепи родительской молекулы, матричные цепи ДНК, должны быть разделены. Эту реакцию осуществляют два типа белков хеликазы и [c.52]

Репликация — матричный процесс. Во время репликации каждая из 2 цепей ДНК служит матрицей для образования новой цепи. [c.63]

Так как цепи ДНК в дуплексе антипараллельны, то очевидно, что направление расплетания двойной спирали при репликации совпадает с направлением синтеза ДНК лишь для одной матричной цепи, но противоположно направлению синтеза ДНК на комплементарной матрице (рис. 31). Эго значит, что лишь на одной из матричных цепей синтез ДНК может происходить непрерывно. Как синтезируется ДНК на второй матрице Показано, что ДНК синтезируется сравнительно короткими фрагментами, называемыми фрагментами [c.53]

Анализ модели дислокации матричной цепи в ходе репликации. [c.98]

Необычайный интерес в последние годы вызвали РНК-содержащие онкогенные вирусы. Большинство исследователей, занимающиеся биохимической генетикой и функциями нуклеиновых кислот, считали, что ДНК образуется только за счет репликации других молекул ДНК- Если транскрибирование РНК с ДНК может протекать свободно, то обратный процесс, а именно образование ДНК на РНК-матрице, считался маловероятным. Большой неожиданностью поэтому оказалось обнаружение во многих онкогенных РНК-содержащих вирусах, и в том числе в вирусах, вызывающих у животных лейкоз, РНК-зави-симой ДНК-полимеразы (т.е. обратной транскриптазы). Этот фермент обнаруживается в зрелых вирусных частицах. Наиболее тщательно очищенный фермент вирусов миелобластоза птиц состоит из двух белковых субъединиц, имеющих мол. вес ПО ООО и 70 000, и содержит два атома связанного Zn +. Для функционирования фермента необходима короткая затравка и матричная цепь РНК. При этом сначала получается гибрид ДНК—РНК, из которого затем (вероятно, после гидролитического расщепления цепи РНК под действием РНКазы Н, разд. Д, 5, в) получается двухцепочечная ДНК. Таким образом, заражение РНК-содержащими вирусами сопровождается образованием [c.288]

Нативные ДНК двуспиральны следовательно, перед репликацией цепи родительской молекулы, матричные цепи ДНК, должны быть разделены. Эту реакцию осуществляют два типа белков хеликазы и [c.52]

Новая ДНК, синтезированная на данной матрице, содержит 32,7% А, 18,5% G, 24,1% С и 24,7% Т. Новая ДНК, полученная на матрице, комплементарной данной, содержит 24,7% А, 24,1% G, 18,5% С и 32,7% Т. Суммарный нуклеотидный состав двух новых ДНК таков А-28,7%, G-21,3%, С-21,3% и Т-28,7%. Необходимо допустить, что на обеих матричных цепях процесс репликации прошел полностью. [c.1004]

Каким должно быть постулированное Уотсоном и Криком комплементарное спаривание пуриновых и пиримидиновых оснований двух полинуклеотидных цепей двойной спирали, чтобы молекула ДНК могла реплицироваться, непосредственно используя каждую цепь в качестве матрицы для образования своей собственной комплементарной цепи В таком акте репликации, как они полагали, две цепи двойной спирали разделяются и каждое пуриновое и пиримидиновое основание притягивает к себе комплементарный свободный нуклеотид и удерживает его nai месте с помощью специфичных водородных связей (показанных на фиг. 80). Как только свободные нуклеотиды закрепятся на родительской матричной цепи, они сшиваются вместе в результате образования фосфодиэфирных связей, которые связывают соседние остатки дезоксирибозы, образуя новую полинуклеотидную молекулу с предопределенной последовательностью оснований (фиг. 88). В результате после роста комплементарных цепей, который происходит по всей длине обеих родительских полинуклеотидных цепей, образуются две молекулы ДНК, имеющие идентичные последовательности четырех оснований и, следовательно, то же информационное содержание, что и родительская двуспиральная ДНК. На этой стадии аутокаталитическая функция завершается. При наступлении следующего цикла репликации в двух дочерних клетках, которые получили две дочерние молекулы ДНК, образованные в первом цикле, вновь происходит разделение четырех полинуклеотидных цепей обеих дочерних молекул ДНК. Каждая цепь затем действует как матрица для роста новой полинуклеотидной цепи. В результате появляются четыре двухцепочечные молекулы ДНК, каждая из которых идентична по последовательности оснований исходной двойной спирали. Эти четыре молекулы обеспечивают генетической информацией четыре внучатые>> клетки. [c.190]

Вторая трудность состоит в том, что при копировании двух-цепочечной ДНК две матричные цепи прочитываются в противоположных направлениях (одна от З -конца к 5 -концу, а другая—от 5 -конца к З -концу), в то время как все полимеразы считывают свои матрицы с З -конца и все попытки найти ДНК-полимеразу, действующую в обратном направлении, не дали результатов. То, что одна цепь ДНК должна считываться в неправильном направлении, вытекает уже из того факта, что при образовании двух двухцепочечных молекул из одной процесс протекает с одного конца исходной молекулы ДНК ДО другого, а две цепи этой молекулы имеют противоположное направление. Это же явление имеет место в случае репликации кольцевых хромосом бактерий каждый цикл начинается в определенной точке (начало репликации) и продолжается в обе стороны, причем две репликативные вилки встречаются в точке, диаметрально противоположной точке старта [413]. Это может происходить только в том случае, если половина каждой цепи считывается в неправильном направлении. [c.17]

Репликация линейного дуплексного генома аденовируса человека. Цепи синтезируются последовательно. Копирование матричной цепи начинается каждый раз с З -конца. [c.72]

Вэанмозакрученность двух матричных цепей в кольцевых молекулах ДНК часто приводит к образованию в результа те репликации зацепленных друг за друга дочерних кол , кул (катенанов). Расцепить катенаиы способна топонзоме раза второго типа (см. гл. 1 >] [c.59]

Рисунок б. Возможный способ возникновения мутации Т->с (позиция J 49) в гене la bsa на основе дислокации матричной цепи в ходе репликации P(W [c.98]

Для нормального функционирования аппарата исправления ошибок, связанных с включением неправильных нуклеотидов, необходимо располагать механизмом, позволяющим отличать новосинтезированную цепь ДНК от родительской матричной цепи. В противном случае с вероятностью 1/2 будет происходить исправление нуклеотида в родительской цепи, приводящее к закреплению потенциально мутагенной ошибки, допущенной ДНК-полимеразой. Вероятно, для установления различий между родительской и дочерней цепями ДНК в Е. соИ используется метилирование аденина в последовательности GAT . Эта палиндром-ная последовательность обычно метилирована в обеих цепях родительской ДНК. При полуконсервативной репликации метилированной ДНК образуется дочерняя ДНК, в которой одна цепь, пришедшая от родительской ДНК, метилирована, а новообразованная цепь в течение некоторого времени после выхода из области репликативной вилки остается неметилированной. Следует заметить, что метилирование новообразованной цепи ДНК осуществляется ферментом, отличным от метилаз, входящих в систему рестрикции—модификации, обсуждавшуюся в гл. 9. Бактерии dam , дефектные по метилированию аденина в результате нарушения синтеза соответствующей метилазы характеризуются повышенной частотой спонтанных мутаций, что подтверждает гипотезу об участии метилазы dam в системе исправления ошибок репликации. [c.123]

Каким образом клеткам удается достичь столь высокой степени точности в выборе нуж ного основания в процессах репликации и транскрипции, а также при спаривании кодона с антикодоном в процессе синтеза белка В ранних работах исследователи часто высказывали мнение, что специфичность спаривания оснований определяется исключительно образованием двух (или соответственно трех) водородных связей и стабилизацией за счет взаимодействия соседних участков спирали. Оказалось, однако, что свободная энергия образования пар оснований мала (гл. 2, разд. Г, 6), а дополнительная свободная энергия, обусловленная связыванием основания с концом уже существующей цепи, не в состоянии обеспечить специфичность спаривания. Исходя из современных энзимологических данных, можно предположить, что важную роль в обеспечении правильности спаривания играет сам фермент. РНК- и ДНК-полимеразы — достаточно крупные молекулы. Следовательно, связывающее место фермента может полностью окружить двойную спираль. Если это так, то нетрудно представить себе, что лроцесс выбора основания может протекать так, как это показано на рис. 15-5. На приведенном рисунке изображено гуаниновое основание матричной цепи молекулы ДНК, расположенное в месте наращивания комплементарной цепи (ДНК или РНК) с З -конца. Для образования правильной пары оснований соответствующий нуклеозидтрифосфат должен быть пристроен до того, как произойдет реакция замещения, в результате которой нуклеотид присоединится к растущей цепи. Предположим, что у фермента есть связывающие места для дезоксирибозного компонента матричного нуклеотида и для сахарного компонента включающегося нуклеозидтрифосфата, причем эти места расположены на строго оцределенном расстоянии друг от друга. Как показано на рис. 15-5, в каждом связывающем [c.212]

Альтернативный вариант Р. кольцевого репликона предполагает разрыв в одной из цепей двухспиральной молекулы ДНК. Образовавшийся при этом свободный З -конец ковалентно наращивается, оставаясь связанным с матрицей Свторой, неразорванной цепью), а 5 -конец постепенно вытесняется новой полинуклеотидной цепью (рис. 5). Таким образом одна цепь разматьгаается и непрерывно удлиняется, а репликац. вилка скользит вокруг кольцевой матричной цепи (механизм катящегося кольца ). По мере роста новой цепи вытесненная цепь с освободившимся 5 -концом стано- [c.253]

ДНК, разветвленная структура — модель Корнберга, поясндкмцая разветвлен-ность ДНК, синтезируемой т х>Иго. Репликация двухцепочечной ДНК, как известно, может осущтетвляться лишь в том случае, когда в полинуклеотидной цепи есть одиночный разрыв. При этом открывшаяся З -гидроксильная группа выполняет функцию затравки, и новая растущая цепь вытесняет старую комплементарную цепь, начиная с 5 -фосфатного конца. В одной из точек фермент может тойти с первоначальной матричной цепи и начать копирование комплементарной цепи. Это и влечет за собой образование разветвленной структуры. [c.52]

Метилирование позволяет отличить старую цепь ДНК от новой . В течение нескольких минут,после репликации, пока ие подействовала метилаза, новосинтезированная ДНК не метилирована, т. е. отличается от матричной цепи) / — полностью метилированная ДНК // — полуметилированная ДНК ill — полностью метилированная ДНК [c.82]

Для удаления ошибок репликации, неизбежных в процессе матричного синтеза таких огромных биополимеров, какими являются ДНК, существует специальная система ферментов репарации. Например, сопутствующие репликации одноцепочечные разрывы восстанавливаются при помощи ДНК-поли-меразы I и ДНК-лигазы. ДНК-полимераза I, будучи 3 -5 -экзонуклеазой, проверяет правильность присоединения нуклеотидов вновь образованной нити ДНК к нуклеотидам матрицы и гидролизует концевой нуклеотид, если его основание не комплементарно основанию матричной цепи. ДНК-полимераза Ш, также обладающая нуклеазной активностью, будет добавлять нуклеотиды только в том случае, если предыдущее основание дочерней цепи комплементарно связано с соответствующим основанием матричной цепи. Таким образом, осуществляется репарация неправильного спаривания нуклеотидов и контролируется корректность синтеза ДНК. Наиболее полно изучены повреждения, возникающие в клетках под действием ультрафиолетового облучения. Оно вызывает, в частности, взаимодействие двух соседних пиримидиновых оснований, чаще всего тиминов. При этом образуется тиминовый димер, блокирующий действие ДНК-полимеразы ПГ. [c.453]

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]

Расположение азотистых оснований в ДНК служит кодом, определяющим последовательность аминокислот в различных белках. Строительство белков осуществляется с помощью третьей макромолекулы, в которой отпечатывается (считывается) информация, закодированная в ДНК. Эта молекула называется информационной или матричной рибонуклеиновой кислотой (мРНК). В точке репликации двойная цепь расплетается и начинается считывание кода с образованием РНК. Для построения РНК используются те же азотистые основания, что и для ДНК, т.е. аденин (А), цитозин (С) и гуанин (О), но тимин (Т) заменен урацилом (и). Это несущий информацию мостик между геном ДНК и нужным белком. Каждая аминокислота кодируется тремя нуклеотидами. Например, последовательность ССО означает аминокислоту пролин, а САУ в генетическом словаре соответствует гистидину. [c.116]

Замены на уровне матрицы. 1. Бромурацил (БУ) в кетоформе включается в синтезирующуюся реплику на место Т, спариваясь с А матричной цепи. 2. В одном из последующих циклов репликации Б У оказывается в редкой, енольной форме, что вызывает незаконное включение Г в синтезирующуюся реплику, о. В следующем цикле репликации против незаконно включившегося Г становится Ц, и, таким образом, пара А — Т в мутантном участке оказывается замененной на Г — Ц. Собственно мутагенным )тапом следует считать здесь второй этап, для которого присутствие в среде БУ не требуется. [c.318]

Репликация кольцево " бактериальной ДНК. содержащей нерепарированиые тиминовые димеры (изображены крестиками), приводит к образованию дочерних молекул, в которых напротив каждого тиминового димера родительской матричной цепи имеются бреши. Эти бреши заполняются в результате пострепликационной репарации . [c.380]

Делеции и амплификации в результате проскальзывания с неправильным спариванием ( slipped misparing ) могут происходить в том случае, если неправильно спариваются два прямых повтора (прямоугольники) в дуплексной ДНК вблизи репликативной вилки. А. Проскальзывание матричной цепи и вырезание петли или репликация, минуя петлю, с последующей репарацией приводят к делеции. Б. Проскальзывание синтезируемой цепи и последующая репарация могут привести к амплификации. [c.230]

При мутациях в белках, не участвующих в продвижении репли-кационной вилки, будет проявляться медленно останавливающийся фенотип. Таким образом, мутация по температурочувствительному белку инициации будет давать медленно останавливающуюся картину репликации, так как молекулы ДНК, которые уже прошли ступень инициации, при повышении температуры должны продолжать репликацию вдоль хромосомы, пока не подойдет следующая ступень инициации. Подобным образом мутация по температурочувствительной ДНК-лигазе даст медленно останавливающийся фенотип, так как продвижение репликативной вилки вперед не будет останавливаться полностью. Репликация прекратится только в следующем цикле, когда начнут обнажаться надрезы на матричной цепи ДНК. [c.295]

Репликация ДНК начинается с локального разделения двух комплементарных цепей. Затем каждая цепь используется в качестве матрицы для образования новой молекулы ДНК путем последовательного присоединения дезоксирибонуклеотидов. Выбор каждого следующего нуклеотида происходит на основе его способности образовывать комплементарную пару с очфедным нуклеотидом родительской матричной цепи (рис. 3-10). В результате генетическая информация полностью удваивается - в конце концов образуются две полные двойные спирали ДНК, каждая из которых идентична родительской молекуле ДНК по последовательности нуклеотидов. Поскольку две цепи родительской молекулы в конце концов оказываются в разных дочерних молекулах ДНК, механизм репликации иязывяют полуконсереатиеным (рис. 3-11). [c.125]

С того времени, как было высказано это предположение, матричная природа механизма репликации была подтверждена многочисленными данными, полученными как in vivo, так и in vitro для различных организмов. Согласно модели, репликация всех двухцепочечных ДНК полуконсервативна (рис. 22). Существуют ли в природе альтернативные способы репликации двухцепочечной ДНК (например, консервативный или дисперсный) —неизвестно. Итак, после одного раунда репликации одна цепь в каждой из двух дочерних молекул является родительской, т.е. консервативной, а другая—синтезированной заново. Если геном представлен одноцепочечной ДНК (как в некоторых вирусах), то эта единственная цепь служит матрицей для образования комплементарной цепи, с которой она об- [c.68]

Репликация ДНК, Рост праймерной цепи осуществляется путем комплементарного копирования предсу-ществующей матричной цепи. Условились, что праймерная цепь растет в направлении 5 ->3 , поскольку новые дезоксинуклеотиды присоединяются к З -концу. Комплементарная матричная цепь имеет направление 3 ->5 . Необходимую для протекания этой реакции энергию система получает за счет гидролиза пир [c.75]

У Е. соИ имеются и две другие ДНК-полимеразы, но они присутствуют в клетке в меньших количествах. Pol II присоединяет нуклеотиды значительно менее эффективно, чем Pol I, и не обладает 5 -3 -эк-зонуклеазной активностью. Следовательно, Pol II может заполнять пробелы между фрагментами ДНК, спаренными с матричной цепью, но не способна отщеплять РНК-нуклеотиды от фрагментов Оказаки или осуществлять ник-трансляцию. Роль Pol II в репликации и сохранении хромосомной ДНК Е. соИ до настоящего момента неясна. [c.78]

Инициация репликации ДНК аденовируса. Ключевым моментом является связывание инициаторного белка мол. массой 80 кДа с с1СТР и зафепление этого комплекса на З -конце матричной цепи. [c.88]

Терминация и завершение репликации в линейных ДНК. За исключением репликации аденовирусной ДНК (рис. 2.34), где синтез новых цепей ДНК инициируется белковым праймером и матричная цепь копируется полностью, во всех других случаях для репликации необходим РНК-праймер, что создает особые проблемы при заверщении репликации линейной дуплексной ДНК (рис. 2.36). Дело в том, что после инициации синтеза новой цепи и последующего удаления РНК-праймера новоеинтезированная цепь содержит пробел на 5 -конце. Поскольку никаких способов удлинения 5 -концов цепей ДНК не существует, необходимы какие-то иные методы заверщения репликации. [c.92]

Транскрипция аналогична репликации в том смысле, что для ее осуществления также нужна ДНК-матрица (рис. 3.3). Порядок присоединения нуклеотидов определяется комплементарным спариванием оснований. Чтобы могло происходить комплементарное спаривание каждого следующего нуклеозидтрифосфата с матричным транскрибируемым основанием, спираль ДНК во время транскрипции должна раскручиваться с помощью ДНК-полимеразы (рис. 3.4). Растущая цепь РНК остается связанной с ферментом и спаренной своим растущим концом с участком матричной цепи длиной 20—30 нуклеотидов остальная часть образовавшейся цепи не связана ни с ферментом, ни с ДНК. По мере продолжения транскрипции временно разошедшиеся цепи ДНК воссоединяются и восстанавливается исходная дуплексная структура. Таким образом, транскрипция—процесс консервативный, в котором сохранаяется двойная спираль ДНК, а синтезированная цепь РНК отделяется. В противоположность этому репликация ДНК полуконсервативна, поскольку обе цепи исходного дуплекса распре- [c.118]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология