Матричные процессы синтеза биополимеров. Общая характеристика репликации

Одной из важнейших функций нуклеиновых кислот является передача генетической информации от родителей к потомкам. Этот процесс связан с удвоением или репликацией нуклеиновой кислоты (ДНК или РНК), выполняющей функцию хранителя генетической информации, и последующей передачи ее потомкам. Например, в результате деления дочерние клетки получают от материнской идентичные молекулы ДНК, а следовательно, и идентичную генетическую информацию. При размножении вирусы также передают дочерним вирусным частицам точные копии нуклеиновой кислоты. При половом размножении потомки получают генетическую информацию от обоих родителей.

Рисунок – Распределение ДНК при делении клетки

В результате реализации генетической информации происходит синтез белков, закодированных в ДНК в виде генов (или для некоторых вирусов – в РНК). В этом процессе информация о первичной структуре белка переписывается с молекулы ДНК на иРНК и затем расшифровывается на рибосомах при участии тРНК. В итоге образуется белок:

ДНК РНК белок.

Реакции матричного синтеза – это синтез сложных биополимерных молекул (нуклеиновых кислот и белков), в котором роль матрицы играют ДНК ииРНК. Матричный, т. к. есть основа (матрица), по которой синтезируется вещество. Для иРНК матрицей служит участок ДНК (ген), для белка матрица – иРНК.

К матричным процессам относятся:

1. Удвоение молекул ДНКили репликация, или редупликация

2. Синтез РНК или транскрипция

3. Биосинтез белка или трансляция

Любой матричный процесс можно разбить на 3 фазы:

1. Начало синтеза или инициация

2. Продолжение синтеза или элонгация

3. Окончание синтеза или терминация

Общая характеристика репликации

Одной из важнейших функций нуклеиновых кислот (НК) является передача генетической информации от родителей потомкам. Этот процесс связан с удвоением, или репликацией, НК (ДНК или РНК), выполняющей функцию хранителя генетической информации, и последующей передачи ее потомкам. Например, в результате деления дочерние клетки получают от материнской идентичные молекулы ДНК, а, следовательно, и идентичную генетическую информацию. При размножении вирусы также передают дочерним вирусным частицам точные копии НК (ДНК или РНК). При половом размножении потомки получают генетическую информацию от обоих родителей. Вот почему дети наследуют признаки обоих родителей. Итак, в результате репликации НК образуются дочерние молекулы, нуклеотидные последовательности которых идентичны как между собой, так и с материнской молекулой НК. Репликации может подвергаться как ДНК, так и РНК (у РНК-содержащих вирусов). В основе репликации лежит принцип комплементарности. Различают три типа репликации: полуконсервативный, консервативный, дисперсный. В случае полуконсервативного типа репликации вновь синтезированная молекула НК состоит из одной материнской и одной дочерней полинуклеотидных цепей. При консервативной репликации вновь синтезированная молекула НК состоит только из дочерних полинуклеотидных последовательностей. При дисперсной репликации вновь синтезированная полинуклеотидная цепь НК состоит из фрагментов дочерних и материнских полинуклеотидных последовательностей. Для прокариот и эукариот характерен полуконсервативный тип репликации. У вирусов встречаются все три типа репликации.