III. Исключение праймеров. Завершение формирования отстающей цепи ДНК

В отстающей нити праймер удаляется эндонуклеазой или РНКазой. Затем ДНК-полимераза β заполняет образованную «брешь», присоединяя по принципу комплементарности матрице дезоксирибонуклеотиды в количестве,

равном вырезанному праймеру. Связывание 3'-ОН-группы одного фрагмента с 5'-фосфатом предыдущего фрагмента и образование фосфодиэфирной связи катализирует ДНК-лигаза. Фермент, используя энергию АТФ, из множества фрагментов Оказаки образует непрерывную цепь ДНК.

2. Результатом процесса является образование дочерних цепей, комплементарных и антипараллельных нитям материнской ДНК. Без учета НТФ, участвующих в синтезе праймеров и объединении фрагментов Оказаки, суммарное уравнение синтеза ДНК может быть записано следующим образом:

В активном центре всех ДНК- и РНК-полимераз находится ион Zn²+ (кофактор фермента). Для взаимодействия полимераз с субстратами необходимо также присутствие ионов М§²+, которые образуют с нуклеотидами комплексы и повышают их реакционную способность.

3. Молекула ДНК человека имеет очень большие размеры, поэтому инициация синтеза ДНК происходит в нескольких точках хромосомы, которые называются точками инициации репликации, или ориджинами («оrig m») репликации (рис. 3.7). Ориджины репликации имеют специфическую нуклеотидную последовательность.

Рис. 3.7. Образование репликативных вилок, перемещающихся в противоположных направлениях от ориджина.

Синтез начинается в области ориджина и идет в противоположных направлениях. В каждом ориджине образуется две репликативные вилки. Процесс полуконсервативный, и каждая дочерняя молекула ДНК получает одну родительскую и одну вновь синтезированную нить

Единица репликации у эукариотов называется репликоном - это участок ДНК между соседними ориджинами. На ориджинах инициируется двунаправленная репликация, т.е. образуются две репликативные вилки, перемещающиеся в противоположных направлениях, до тех пор пока не встретятся со следующим репликоном.

4. По завершении репликации образуется тетраплоидный набор молекул двухспиральной ДНК, каждая из которых содержит одну «материнскую» нить и одну «дочернюю» - вновь синтезированную (полуконсервативный механизм образования новых молекул ДНК). В результате митоза дочерняя клетка получает диплоидный набор хромосом, идентичный материнской клетке. Таким образом, репликация обеспечивает воспроизведение генотипа в новых поколениях.

5. Репликация происходит в S-фазу клеточного цикла. В регуляции клеточного цикла участвуют белки циклины. Различают циклины А, В, D, Е. Циклины являются активаторами циклин-зависимых протеинкиназ, которые в активной форме могут фосфорилировать специфические белки, участвующие в подготовке и продвижении клетки по клеточному циклу. В каждом цикле концентрация циклинов постепенно возрастает от нуля, а затем резко падает опять до нуля.

Таблица 3.3. Циклины, регулирующие прохождение клеточного цикла

 

Циклин	Функция
D	Регулируют переход клетки из Gl-фазы в фазу S
Е, А	Активируют синтез ДНК на начальной стадии S-фазы
В	Регулируют переход клетки из G2-фазы в М-фазу

Типы РНК: особенности строения, локализация в клетке, функции. Образование аминоацил-тРНК. Биосинтез РНК (транскрипция).

РНК – биополимер, мономерами которого являются рибонуклеотиды. Рибонуклеиновые кислоты представлены одной полинуклеотидной цепью, которая состоит из четырех разновидностей нуклеотидов, содержащих сахар, рибозу, фосфат и одно из четырех азотистых оснований — аденин, гуанин, урацил или цитозин. РНК синтезируется на молекулах ДНК при помощи ферментов РНК-полимераз с соблюдением принципа комплементарности и антипараллельности, причем аденину ДНК в РНК комплементарен урацил. Все многообразие РНК, действующих в клетке, можно разделить на три основных вида: мРНК, тРНК, рРНК.

Матричная или информационная РНК – это копия определенного участка ДНК выполняет роль переносчика генетической информации от ДНК на рибосому и участвует в сборке молекул белка. Локализуется в митохондриях, ядре, цитоплазме, хлоропластах.

Транспортная РНК – переносят аминокислоты из цитоплазмы на рибосому. Локализация в цитоплазме.

Рибосомная РНК – входя в состав рибосом обеспечивает определенное пространственное внутрирасположение иРНК и тРНК, участвует в синтезе белка. Локализуется в ядре и цитоплазме.

Пространственная структура РНК. В клетке существует три вида РНК: рибосомная (рРНК), транспортная (тРНК) и матричная (мРНК), каждая из которых выполняет свою особую функцию в синтезе белка.

Вторичная структура РНК формируется в результате спирализации отдельных участков одноцепочечной РНК. В спирализованных участках, или шпильках, между комплементарными парами азотистых оснований А и U, G и С возникают водородные связи. Двуцепочечные фрагменты чередуются с неспирализованными участками молекулы, образующими петли.