РЕПЛІКАЦІЯ ДНК G C A T T A

РЕПЛІКАЦІЯ ДНК G C A T T A 1 nm C G Лекція № 8 ПЛАН 1. Просторова організація ДНК 2. Реплікація ДНК 2. 1 Ферменти реплікації 2. 2 Механізм реплікації 2. 3 Утворення реплікаційної вилки C 3. 4 nm G A T G C T A A T T A G A C T 0. 34 nm

1. Просторова організація ДНК

Структури ДНК Первинна структура певна послідовність дезоксирибонуклеотидів у полінуклеотидному ланцюзі, пов'язаних 3', 5'фосфодиефірнимі зв'язками

Структури ДНК Це подвійна спіраль, утворена двома полінуклеотидними ланцюгами, закрученими навколо загальної осі і розташованими антипаралельно. Ланцюги утримуються за рахунок водневих зв'язків між комплементарними нуклеотидами А-Т і GC, що лежать в одній Вторинна структура площині (перпендикулярній осі).

СКЛАД ХРОМАТИНУ • ДНК - 30 -40% • гістони - 30 -50%. Є 5 типів гістонів: üН 2 А, Н 2 В, Н 3, Н 4 – утворюють нуклеосоми, навкруги яких закручується молекула ДНК ü Н 1 - пов’язуються з ДНК у позануклеосомних ділянках (лінкерні послідовності) и захищають їх від дії нуклеаз • негістонові білки (кислі) - 4 -33% - це регуляторні білки і ферменти • РНК – 1, 5 -10%

Нуклеосома Будова нуклеосоми Гістон Н 1 на лінкерній ДНК Н 2 А, Н 2 В, Н 3, Н 4 ДНК гістоновий кор 8 молекул гістонів гістон Н 1 ДНК Нуклеосом ний ланцюг

Соленоїд соленоїд нуклеосома ДНК

Хромосо мний Хромоне мний Соле- Нуклеоноїд сомний Рівні структурної організації хроматину еукаріот Подвійна спіраль ДНК “Намастинки на нитці” – нуклеосомна нитка Упаковка нуклесом у хроматинову фібрилу Петльова структура хроматину Конденсація петель хроматину Метафазна хромосома

2. РЕПЛІКАЦІЯ ДНК клітина Процес подвоєння ДНК, суть якого полягає в утворенні ідентичних копій ДНК для передачі генетичної інформації у поколіннях клітин та організмів Реплікація ДНК 2 дочірні клітини

Принципи реплікації: реплікації Комплементарність Антипаралельність Уніполярність Потреба в затравці Переривчастість Напівконсервативність Подвоєна ДНК

Принципи реплікації: реплікації

2. 1 ФЕРМЕНТИ РЕПЛІКАЦІЇ Реплісома - мультіферментний комплекс ДНК-репліказная система, яка включає близько 20 ферментів і білкових факторів 1 – топоізомераза - перешкоджає обертанню суперспіралізованого ланцюга (вносить одноланцюгові розриви в ланцюг ДНК і тут же його репарує) 2 – ДНК-геліказа - розриває водневі зв'язки між компліментарними нуклеотидами в подвійному ланцюзі ДНК 3 – ДНК-праймаза – синтезує праймер (затравку для ДНК-полімерази ІІІ 4 - ДНК-полімераза І (фермент Корнберга) – розщеплює праймер, заповнюючи бреш 5 - ДНК-полімераза ІІІ - синтезує компліментарні дочірні ланцюги на материнських ланцюгах у напрямку 5'→ 3' 6 – ДНК-лігаза - зшиває фрагменти синтезованої дочірньої ДНК

2. 2 МЕХАНІЗМ РЕПЛІКАЦІЇ ДНК Матриця лідируючого ланцюга Ковзний затиск Новий синтезований ланцюг ДНК-полімераза лідируючого ланцюга Материнські ланцюги ДНК Наступний фрагмент Оказакі почне синтезуватися тут РНК-праймер Новий фрагмент Оказакі Топоізомераз ДНК-геліказа ДНК-праймаза Дестабілізуючі білки Матриця відстаючого ланцюга ДНК-полімераза відстаючого ланцюга (закінчує синтез фрагмента Оказакі)

Реплікація ДНК-геліказа Фрагменти Оказакі ДНК-фрагмент РНК-затравка 5' 3' 5' 5' 3' Дочірній Матричний ланцюг 5' 3'

ДЕСТАБІЛІЗУЮЧІ БІЛКИ ДНК-полімераза Матриця одноланцюгової ділянки ДНК із “шпильками” Мономери SSB-білків, що пов’язуються із одноланцюговою ДНК Кооперативне пов’язування SSB-білків виправляє ланцюг

Точка реплікації 3' 5' 2. 3 УТВОРЕННЯ РЕПЛІКАЦІЙНОЇ ВИЛКИ Локальне розкриття спіралі 5’ 3' 3' 5’ 5' 3' 3' Синтез РНКпраймера 5’ 5' 3' Синтез нового ДНК-ланцюга на лідируючому ланцюзі 3' 3’ 5' 5’ Синтез РНК-праймера на Другому ланцюзі ДНК 5’ 3' 3' Лідируючий ланцюг 2 вилки 5’ 5' 3' Відстаючий ланцюг 1 вилки Лідируючий ланцюг 1 вилки ← 1 реплікаційна вилка Відстаючий ланцюг 2 вилки 2 вилка →