2.2. Репликация ДНК

Расшифровка структуры молекулы ДНК помогла объяснить принцип ее репликации. Репликацией называется процесс удвоения молекул ДНК. Этот процесс лежит в основе воспроизведения себе подобных живыми организмами, что является главным признаком жизни.

Особая роль ДНК в живом организме определяется такой ее фундаментальной особенностью, как способность к самоудвоению.

Гигантские молекулы ДНК эукариот имеют много участков репликации – репликонов, тогда как относительно небольшие кольцевые молекулы ДНК прокариот представляют каждая один репликон. Полирепликативный характер огромных молекул ДНК эукариот обеспечивает возможность ее репликации без одновременной деспирализации всей молекулы. Так, хромосомы клетки человека имеют более 50 000 репликонов, которые синтезируются как самостоятельные единицы. Если бы молекула ДНК эукариот удваивалась как один репликон, то этот процесс растянулся бы на несколько месяцев. Благодаря полирепликации он сокращается до 7–12 ч. В остальном в общих чертах процессы репликации прокариот и эукариот весьма похожи.

2.2. Репликация ДНК

— AD —

Рис. 2.2. Полуконсервативный принцип репликации ДНК

Процесс репликации ДНК в репликоне происходит в 3 этапа, в которых участвуют несколько разных ферментов.

Начинается репликация ДНК с локального участка, где двойная спираль ДНК (под действием ферментов ДНК-геликазы, ДНК-топоизомеразы и др.) раскручивается, водородные связи разрываются и цепи расходятся. В результате образуется структура, названная репликативной вилкой.

На втором этапе происходит типичный матричный синтез. К образовавшимся свободным связям присоединяются по принципу комплементарности (А-Т, Г-Ц) свободные нуклеотиды. Этот процесс идет вдоль всей молекулы ДНК. У каждой дочерней молекулы ДНК одна нить происходит от материнской молекулы, а другая является вновь синтезированной. Такая модель репликации получила название полуконсервативной (рис. 2.2). Этот этап осуществляет фермент ДНК-полимераза (известно несколько ее разновидностей).

2.2. Репликация ДНК

Рис. 2.3. Схема репликации ДНК

На двух материнских нитях синтез происходит неодинаково. Поскольку синтез возможен только в направлении 5' ? 3', на одной нити идет быстрый синтез, а на другой – медленный, короткими фрагментами (1000–2000 нуклеотидов). В честь открывшего их биохимика Р. Оказаки они называются фрагментами Оказаки. Свободный 3'-конец, необходимый для начала синтеза фрагмента Оказаки, обеспечивает РНК-праймер, синтезируемая при помощи особой РНК-полимеразы – праймазы. После выполнения своей функции РНК-праймер удаляется, а ДНК-лигаза соединяет фрагменты Оказаки и восстанавливает первичную структуру ДНК (рис. 2.3).

На третьем этапе происходит закручивание спирали и восстановление вторичной структуры ДНК при помощи ДНК-гиразы.

Большинство ферментов, участвующих в репликации ДНК, работают в мультиэнзимном комплексе, связанном с ДНК. На основании этого американский биохимик Б. Альбертс выдвинул концепцию реплисомы, однако отдельные структуры, аналогичные рибосомам, пока не выявлены. Слаженная работа ферментов позволяет осуществлять репликацию с огромной скоростью: у прокариот – около 3000 п. н. (пар нуклеотидов) в секунду, у эукариот – 100–300 п. н. в секунду. Две новые молекулы ДНК представляют собой точные копии исходной молекулы.

Механизмы репликации весьма сложны, и многие детали этого процесса, особенно у высших животных, до настоящего времени неизвестны.

2.2. Репликация ДНК

Похожие книги из библиотеки

Откровенный разговор о воспитании : Как, не отвлекаясь на ерунду, вырастить уверенного в себе взрослого

В наше время много говорят о том, как важно быть идеальными родителями. И каждый – от психолога до социолога, от журналиста до блогера – готов рассказать вам, как можно и как нельзя растить здоровых, социализированных и прекрасно воспитанных детей в нашем быстро меняющемся мире. Родители стараются изо всех сил и в результате отлично ориентируются в теории, но, столкнувшись с реальной проблемой, тут же теряются и совершенно не представляют, что делать. Эксперт по вопросам воспитания Вики Хёфл уверена, что родителям следует перестать заниматься самосовершенствованием и изводить себя и детей «модными» и «единственно правильными» схемами воспитания. В своем фирменном, откровенном и искреннем стиле Вики Хёфл советует родителям больше доверять собственной интуиции и, опираясь на свой 25?летний педагогический опыт, показывает, как выстроить долгосрочную стратегию, позволяющую заложить основу успешной и благополучной жизни малыша – будущего взрослого – с учетом его уникальных особенностей.

Тайная сила продуктов

Какие продукты принесут пользу вашему здоровью? Как восполнить нехватку витаминов и минеральных веществ, не прибегая к таблеткам? Как изменить полюбившийся рецепт, если появились объективные противопоказания к отдельным ингредиентам, чтобы не ухудшить вкусовые качества пищи и собственное здоровье? Как не превратить продукты в источник возникновения новых заболеваний? В книге структурировано и доступно для понимания каждого дана информация о более чем 100 продуктах повседневного питания. Вы узнаете, какие продукты при широко распространенных болезнях помогут вам сократить, а иногда и полностью предотвратить прием медикаментов. Эффективность рекомендаций подтверждена лучшими диетологами страны и миллионами зрителей программы «О самом главном» на телеканале «Россия 1» во главе с доктором Агапкиным. Опираясь на знания, полученные из этой книги, вы сможете сделать продукты настоящими стражами своего здоровья!

Цели без лозунгов. Издание второе, дополненное

Каждый свой день мы отдаем брендам, сетям, монополиям, не замечая, как индивидуальное становиться коллективным, а нас самих остается все меньше и меньше… Задача книги преобразовать обширные знания о целях в реальный результат. Не растрачивая энергии на то, что не нравиться, использовать достижения прогресса для реализации исключительно своих целей. Вся цепь больших и маленьких событий нашей жизни приводит к тому, что мы больше всего желаем. Возможно, поэтому вы и открыли эту книгу.

Китайская цигун-терапия

Эта книга посвящена одному из драгоценных наследий древнекитайской медицины — оздоровительной гимнастике Цигун. На основе представлений традиционной китайской медицины описаны эффективные системы простых психофизических упражнений, направленных на предупреждение и лечение болезней, укрепление здоровья и продление жизни. Даны конкретные рекомендации по оздоровлению организма при различных хронических и сложных заболеваниях; описаны специальные упражнения для лечения гипертонии и опухолевых (раковых) заболеваний. Для широкого круга читателей.