МАТРИЧНИЙ СИНТЕЗ ДНК. Здатність клітин підтримувати високу упорядкованість своєї організації залежить від генетичної інформації, яка зберігається в формі дезоксирибонуклеїнової кислоти ДНК. ДНК - це речовина, з якої складаються гени. Розмноження живих організмів, передача спадкових властивостей з покоління в покоління і розвиток багатоклітинного організму із заплідненої яйцеклітини можливі тому, що ДНК здатна до самовідтворення.
Сам процес самовідтворення ДНК називається реплікацією.
Іноді використовують також назва-синонім - редуплікація.
Кожна з них складається з одного ланцюга початкової батьківської молекули ДНК і одній знову синтезованої ланцюга. Такий механізм реплікації ДНК, при якому від одного покоління до іншого передається одна з двох ланцюгів, складових батьківську молекулу ДНК, отримав назву напівконсервативним і був експериментально доведений в 1958 році М. Мезельсоном і Ф. Сталь. Крім того, ситезу ДНК характерні такі властивості, як антипаралельність і уніполярність.
Кожна ланцюг ДНК має певну орієнтацію.
Один кінець несе гідроксильну групу ОН. приєднаної до 3 -углероду в цукрі дезоксирибози, на іншому кінці ланцюга знаходиться залишок фосфорної кислоти в 5-положенні цукру.
Дві комплементарні ланцюги в молекулі ДНК орієнтовані в протилежних напрямках - антипараллельно при паралельній орієнтації напроти 3-кінців одного ланцюга знаходився б 3-кінець інший. Ферменти, що синтезують нові нитки ДНК, звані ДНК-полімерази, можуть пересуватися уздовж матричних ланцюгів лише в одному напрямку - від їх 3-кінців до 5-кінців. При цьому синтез комплементарних ниток завжди ведеться в 5 3 напрямку, тобто уніполярні. Тому в процесі реплікації одночасний синтез нових ланцюгів йде антипараллельно.
ДНК-полімерази можуть давати задній хід, тобто рухатися в напрямку 3 5. У тому випадку, коли останнє доданий при синтезі нуклеотидное ланка виявилася некомплементарни нуклеотиду матричної ланцюга, воно буде заміщено комплементарним нуклеотидів. Отщепа неправильний нуклеотид, ДНК-полімераза продовжує синтез в 5 3 напрямку. Така здатність до виправлення помилок отримала назву коректорській функції ферменту. 7.1. ДНК-полімерази У 1957 році А. Корнберг виявив у кишкової палички фермент, що каталізує процес полімеризації ДНК з нуклеотидів він був названий ДНК-полімеразою.
Потім ДНК-полімерази виявили і в інших організмах. Було показано, що субстратами всіх цих ферментів служать дезоксирибонуклеозидтрифосфатов дНТФ. полимеризующиеся на одноцепочной ДНК-матриці. ДНК-полімерази послідовно нарощують одноцепочной ланцюг ДНК, крок за кроком приєднуючи до неї наступні ланки в напрямку від 5 до 3-кінців, причому вибір чергового дНТФ диктується матрицею.
Приєднання кожного нового нуклеотидного залишку до 3-кінців зростаючої ланцюга супроводжується гідролізом багатою енергією зв'язку між першим і другим фосфатними залишками в дНТФ і отщеплением пірофосфату, що робить реакцію в цілому енергетично вигідною. У клітинах зазвичай присутні кілька типів ДНК-полімерази, що виконують різні функції і мають різну будову. Вони можуть бути побудовані з різної кількості білкових ланцюгів субодиниць, від однієї до десятків, проте всі вони працюють на будь-яких послідовностях нуклеотидів матриці.
Завдання цих ферментів - зробити точну копію кожної матриці. 7.2.
Всі теми даного розділу:
Світ РНК як попередник сучасного життя
Світ РНК як попередник сучасного життя. Накопичення знань про генетичному коді, нуклеїнових кислотах і біосинтезі білків призвело до утвердження принципово нової ідеї про те, що все начіналос
Виникнення біосинтезу білка
Виникнення біосинтезу білка. Далі на основі світу РНК мало відбуватися становлення механізмів біосинтезу білка, поява різноманітних білків з успадкованою структурою і властивостями, компа
Склад нуклеїнових кислот
Склад нуклеїнових кислот. Нуклеїнові кислоти - це біополімери, макромолекули яких складаються з багаторазово повторюваних ланок - нуклеотидів. Тому їх називають також полинуклеотидами
Виділення дезоксирибонуклеїнової кислот
Виділення дезоксирибонуклеїнової кислот. Живі клітини, за винятком сперматозоїдів, в нормі містять значно більше рибонуклеїнової, ніж дезоксирибонуклеїнової кислоти. На методи виділ
склад РНК
Склад РНК. Перші відомості про нуклеотидном складі РНК ставилися до препаратів, які представляють собою суміші клітинних РНК рибосомних, інформаційних і транспортних та званим зазвичай сумарною фрак
Макромолекулярная структура РНК
Макромолекулярная структура РНК. Хімічно РНК дуже схожа на ДНК. Обидві речовини - це лінійні полімери нуклеотидів. Кожен мономер - нуклеотид - являє собою фосфорілірованний N-Глік
Багатофункціональність РНК
Багатофункціональність РНК. Підсумовування та огляд знань про функції РНК дозволяють говорити про незвичайну багатофункціональності цього полімеру в живій природі. Можна дати такі список про
ПРИРОДА межнуклеотидной ЗВ'ЯЗКІВ
ПРИРОДА межнуклеотидной ЗВ'ЯЗКІВ. Роботи щодо визначення способу з'єднання нуклеотидів в полімерних молекулах НК були успішно завершені на початку 50-х років відразу після того, як була встановлена стру
Межнуклеотидная зв'язок в ДНК
Межнуклеотидная зв'язок в ДНК. Хімічний гідроліз ДНК з метою встановлення природи межнуклеотидной зв'язку виявився практично непридатним. ДНК не розщеплюється при лужних значеннях рН, що х
Межнуклеотидная зв'язок в РНК
Межнуклеотидная зв'язок в РНК. Більш складним виявилося питання про природу межнуклеотидной зв'язку в РНК. Уже на перших етапах вивчення будови РНК було встановлено факт надзвичайної нестійкості се при щ
Точність синтезу ДНК і механізм корекції
Точність синтезу ДНК і механізм корекції. Генетичний матеріал живих організмів має величезні розміри і реплицируется з високою точністю. В середньому в процесі відтворення генома млекопітающ
Ініціація ланцюгів ДНК
Ініціація ланцюгів ДНК. ДНК-полімерази не можуть починати синтезу ДНК на матриці, а здатні лише додавати нові дезоксірібонуклеотідние ланки до 3-кінців вже наявної полінуклеотидних ланцюга. таку
Розплітання подвійної спіралі ДНК
Розплітання подвійної спіралі ДНК. Оскільки синтез ДНК відбувається на одноцепочечной матриці, йому повинно передувати обов'язкове поділ хоча б на час двох ланцюгів ДНК. Дослідження, проведене
Переривчастий синтез ДНК
Переривчастий синтез ДНК. Легко уявити, що реплікація відбувається шляхом безперервного зростання нуклеотида за нуклеотидом обох нових ланцюгів у міру переміщення вилки реплікації при цьому, оскільки
Кооперативний дію білків вилки реплікації
Кооперативний дію білків вилки реплікації. До сих пір ми говорили про участь окремих білків в реплікації так, як ніби-то вони працюють незалежно один від одного. Тим часом насправді
Узгодженість процесів реплікації ДНК і клітинного ділення
Узгодженість процесів реплікації ДНК і клітинного ділення. Еукаріотична клітина перед кожним діленням повинна синтезувати копії всіх своїх хромосом. Реплікація ДНК еукаріотичної хро