Пространственная организация РНК

Природные РНК можно разделить на 2 группы: одноцепочечные и двухцепочечные РНК.

Двухцепочечные РНК состоят из двух нитей РНК, комплементарных друг другу. По своей организации двухцепочные РНК сходны с ДНК:

1. они закручены в двойную правую спираль

2. цепи РНК в них антипаралельны

3. между комплементарными основаниями образованы водородные связи

4. углеводнофосфатный скелет расположен снаружи спирали

Большинство природных РНК являются одноцепочечными.

Однако они в своей структуре могут иметь фрагменты двойной спирали, чередующиеся с линейными одноцепочечными участками. Фрагменты двойной спирали образованы комплементарными участками РНК. В некоторых случаях доля двухспиральных участков в РНК достигает 75-90 %.

9. Белки и ферменты, участвующие в репликации ДНК. ДНК – полимеразы - осуществляет синтез ДНК. Субстратом ДНК-полимераз являются дезоксинуклеотид-5’-трифосфаты: дАТФ, дГТФ, дЦТФ и дТТФ.

ДНК-полимераза последовательно добавляет нуклеотиды к 3’ – концу полинуклеотидной цепи.

Синтез новой цепи происходит в направлении от 5’-конца к 3’-концу. ДНК-полимераза может только наращивать цепь ДНК, начать же синтез ДНК с нуля она не может, (для начала ее работы требуется затравка). В качестве затравки - ДНК или РНК. ДНК-полимераза способна удлинять цепь только в присутствии цепи, играющей роль матрицы.

Нуклеотиды присоединяются к затравке в соответствии с принципом комплементарности, напротив аденина всегда будет встроен тимин, а напротив гуанина – цитозин. ДНК-полимераза наращивает цепь в направлении 5’®3’.

Задача ДНК-полимеразы – снять точную копию с матрицы.

ДНК-полимераза проверяет комплементарность каждого нуклеотида дважды:1)перед включением его в состав растущей цепи; 2)перед тем как включить следующий нуклеотид.

Очередная фосфодиэфирная связь образуется, если последний нуклеотид комплементарен матрице. Если включен некомплементарный нуклеотид, то он удаляется за счет 3 ®5’-экзонуклеазной активности ДНК-полимеразы

ДНК-полимеразы E.coli

1. ДНК-полимераза I - на одной полипептидной цепи содержится 2 активных центра:

1-ый – ответственен за полимеразную и 3’→ 5’- экзонуклеазную активности. Последняя обеспечивает удаление ошибочно встроенных нуклеотидов. 2-ой – за 5’→ 3’- экзонуклеазную активности. Эта активность необходима для удаления РНК-затравки в процессе репликации.

2. ДНК-полимераза II - обладает полимеразной и 3’→ 5’- экзонуклеазной активностями. Лучше всего работает на двухцепочечных ДНК с брешами. Основное назначение – репарация ДНК.

3. ДНК-полимераза III - обладает полимеразной и 3’→ 5’- экзонуклеазной активностями. Основное назначение – репликация ДНК. Скорость синтеза – 500 нуклеотидов/сек.

Праймаза - синтезирует праймер (РНК-затравку).

ДНК- лигаза - соединяет 5’-фосфатную и 3’-гидроксильную группы соседних нуклеотидов, в результате образуется фосфодиэфирная связь, ликвидирующая разрыв.

ДНК-хеликаза - осуществляет расплетение двойной спирали ДНК, используя энергию гидролиза АТФ.

Белки, связывающиеся с одноцепочечной ДНК (SSB-белки), обладают большим сродством к одноцепочечной ДНК, препятствуют образованию двойной спирали.

Топоизомеразы - снимают напряжения, возникшее в результате расплетения двойной спирали в ДНК, за счет разрыва и последующего воссоединения цепи ДНК

10. Механизм репликации

В основе репликации лежит принцип комплементарности. В результате репликации образуются дочерние молекулы НК, нуклеотидные последовательности которых идентичны между собой и с материнской молекулой НК

Типы репликации:

-полуконсервативный – вновь синтезированная молекула НК состоит из одной материнской и одной дочерней полинуклеотидных цепей НК

- консервативный – вновь синтезированная молекула НК состоит только из дочерних полинуклеотидных последовательностей

-дисперсный – 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

Репликация ДНК начинается в определенном месте – в точке начала репликации. Репликация от точки начала репликации может происходить в одном или двух направлениях.

Бактериальная хромосома имеет одну точку начала репликации, т.е. представляет собой единицу репликации, получившее название репликон. Иначе говоря, бактериальная хромосома представлена одним репликоном.

ДНК эукариот представлена множеством репликонов