Лекция 2. Биосинтез ДНК 08. 02. 2018
Полуконсервативный механизм репликации • В основе процесса репликации лежит принцип копирования материнской цепи ДНК с образованием 2 -х одинаковых дочерних молекул ДНК • Каждая дочерняя молекула ДНК содержит одну старую и одну новую полинуклеотидную цепь 08. 02. 2018
Полуконсервативный механизм репликации 08. 02. 2018
Синтез новых цепей ДНК катализируют ДНК-полимеразы 2 08. 02. 2018
Реакция полимеризации нуклеотидов • Суммарное уравнение реакции синтеза полинуклеотида: • (д. НМФ)n + д. НТФ = (д. НМФ)n+1 + ФФ • 08. 02. 2018 ФФ 2 Ф
ДНК-полимеразы имеют 2 субстрата: • комплекс матрица-затравка и • д. НТФ (дезокси-нуклеозидтрифосфаты): д. АТФ, д. ГТФ, д. ЦТФ, ТТФ • Субстрат – это вещество, на которое действует фермент 08. 02. 2018
Этапы синтеза ДНК • Инициация – образование комплекса матрица – затравка • Полимеризация – синтез новых цепей ДНК • Терминация – окончание синтеза ДНК 08. 02. 2018
Инициация синтеза ДНК • Origin (Ori) - точка начала репликации – это участок молекулы ДНК (300 п. н. ), со специфической последовательностью нуклеотидов, который узнают специальные белки репликации: • dna. A – у прокариот • RPA - у эукариот 08. 02. 2018
Варианты синтеза новой цепи ДНК 08. 02. 2018
Репликон – фрагмент молекулы ДНК от одной точки начала репликации до другой • Геном прокариот содержит один репликон • Геномы эукариот – сотни и тысячи репликонов 4 08. 02. 2018
Кольцевая ДНК прокариот имеет одну точку начала реплкации (один репликон) 08. 02. 2018
Репликоны эукариот 08. 02. 2018
Репликация ДНК эукариотической хромосомы • Показан один из многих репликонов • Репликативные вилки движутся в противоположных направлениях от точки начала 08. 02. 2018 репликации
08. 02. 2018
Белки, участвующие в образовании репликативной вилки • Хеликазы – ферменты, которые расплетают спираль ДНК, используя АТФ • SSB - белки связывают однонитевую ДНК и удерживают матрицу • Топоизомеразы – вносят временные 5 разрывы в материнской цепи и устраняют суперспирализацию ДНК 08. 02. 2018
Образование комплекса матрица-затравка • ДНК-полимеразы не могут начать инициацию синтеза новой цепи на матрице • Праймаза синтезирует РНКпраймер (primer), • ДНК-полимераза использует 3’-конец праймера для синтеза новой цепи ДНК • После окончания синтеза ДНК РНК-праймер удаляется с помощью экзонуклеаз 08. 02. 2018
08. 02. 2018
Асимметричность репликатавной вилки 08. 02. 2018
Синтез фрагментов Оказаки на отстающей цепи 08. 02. 2018
ДНК-полимеразы прокариот • ДНК полимераза I: • Удаляет РНК-праймеры (5’- 3’экзонуклеазная активность) • Застраивает пробелы цепочкой ДНК (полимеризная активность) • Коррегирующая 3’-5’- экзонуклеазная активность 08. 02. 2018
Субъединицы ДНК-полимеразы III : субъединица функция α 5’-3’-полимеризующая ε 3’ -5’ экзонуклеазная θ сборка субъединиц комплекса τ димеризация комплекса β процессивность γ, δ, δ’χ, ψ связывание ДНК матрицы 08. 02. 2018
Другие ДНК-полимеразы прокариот • ДНК-полимераза II , IV и V – участвуют в репарации ДНК 08. 02. 2018
Окончание синтеза ДНК • РНК-полимераза I (прокариот), (РНКаза. Н у эукариот) - удаляет РНК -праймеры • ДНК-лигаза – соединяет фрагменты Оказаки • теломераза - синтез теломерных 6 участков хромосом эукариот 08. 02. 2018
08. 02. 2018
Отличия репликации в клетках прокариот и эукариот 08. 02. 2018
ДНК- полимеразы эукариот • Полимеразы α и δ осуществляют инициацию (α) и элонгацию (δ) синтеза ДНК • Полимеразы β и ζ – участвуют в репарации ДНК • Полимераза γ –синтез мт. ДНК • Полимераза ε – возможно синтез отстающей цепи ДНК 08. 02. 2018
Синтез теломерных участков ДНК 08. 02. 2018
Вопросы для контроля • Назовите функции ДНК-полимеразы III • Фермент, который соединяет фрагменты Оказаки – это…. • Назовите функции ДНК-полимеразы I 08. 02. 2018
Ферменты репликации Назовите ферменты, обозначенные цифрами 08. 02. 2018
