Белковые факторы, необходимые для биосинтеза ДНК
ДНК-связывающий белок. Ослабляет взаимодействие цепей в молекуле ДНК. Активирует ДНК-полимеразы II и III. ДНК-раскручивающий белок обладает нуклеазной активностью. Разрывает связь одной из цепей ДНК, что обеспечивает раскручивание ее молекулы. ДНК-закручивающий белок вызывает суперспирализацию ДНК. Всего в репликации ДНК участвует более 40 ферментов и белковых факторов, объединенных в единую ДНК-репликазную систему, называемую реплисомой. Этапы биосинтеза ДНК: Инициация. К одноцепочечному фрагменту ДНК в момент распаривания биспиральной структуры присоединяются ДНК-связывающий белок, ДНК-раскручивающий белок, ДНК-полимеразный комплекс, праймаза и праймосома.Формируется репликативная вилка (рис. 2). На материнской цепи ДНК при участии праймазысоздается затравочный олигонуклеотид – праймер.Затем при посредстве ДНК-полимеразы III на материнской цепи ДНК синтезируется дочерняя цепь. Элонгация. Процесс полимеризации идет только в направлении 5' ® 3'. Обе цепи реплицируются одновременно. Их синтез идет в противоположных направлениях. Синтез ведущей цепи ДНК осуществляется непрерывно.
Отстающая цепь образуется в направлении, обратном движению репликативной вилки. Синтез происходит фрагментарно. Эти фрагменты получили название фрагментов Оказаки ( в честь японского биохимика, впервые предложившего схему биосинтеза ДНК, в которой были преодолены трудности, связанные с антипараллельностью цепей ДНК в ее биспиральной молекуле. Длина фрагментов Оказаки – 150-200 тысяч нуклеотидов у эукариот и 1000-2000 – у бактерий). Элонгация завершается отделением праймеров и замещением свободных мест комплементарными дезоксирибонуклеотидами под действием ДНК-полимеразы I. Отдельные фрагменты ДНК объединяются при помощи ДНК-лигаз. Точность репликации ДНК – одна ошибка на 1010 реакций. Допущенная ошибка может быть исправлена в ходе репарационных процессов. Репликация начинается в участках ДНК, имеющих определенную нуклеотидную последовательность и называемых ориджинами. Ориджины расположены примерно через 100 000 нм. Участок ДНК между соседними ориджинами называют репликоном. Каждый репликон реплицируется двумя репликативными комплексами, движущимися навстречу друг другу. Один репликон реплицируется за 2 ч. И столько же времени потребуется для репликации молекулы ДНК любой длины. Фактически репликация генома человека in vivo продолжается 6-8 ч. Если бы молекула ДНК реплицировалась одним репликативным комплексом, то потребовалось бы 10 дней. Терминация. Прекращение репликации ДНК программируется особой нуклеотидной последовательностью.
|
