grad-green grad-gray grad-blue grad-red grad-pink grad-purple grad-yellow
Нести помощь людям

Вход на сайт

Репликация ДНК: инициация

Краткое описание: 
Инициация - это самая начальная фаза репликации (удвоения) молекул ДНК, т.е. зарождение двух новых дочерних нитей ДНК на матрице старой двойной родительской молекулы.

Время от времени ДНК размножается путём самоудвоения. Этот процесс называется репликацией ДНК. Репликация делится на 3 этапа: инициация (начало), элонгация (продолжение), терминация (окончание).

Репликация ДНК - это построение двух новых (дочерних) молекул ДНК на основе одной старой (родительской) молекулы с помощью матричного синтеза по принципу комплементарности. Новые молекулы состоят из одной старой и одной новосинтезированной нитей ДНК и почти ничем не отличаются от старой родительской молекулы, т.е. являются её точными копиями ("репликами").

С чего начинается процесс репликации ДНК?

Репликация начинается с инициации.

Инициация репликации может начаться только в подготовленном к ней ядре клетки. И первое условие, которое необходимо выполнить - это подготовить мономеры, из которых будут собираться новые молекулы ДНК на родительских молекулах-матрицах. Мономерами будут служить активированные с помощью фосфорилирования свободные нуклеотиды - дезоксирибонуклеотидтрифосфаты. Это ближайшие родственники так хорошо знакомой нам АТФ, они тоже трифосфаты, богатые энергией, но только вместо рибозы у них дезоксирибоза. И кстати, рибонуклеотидтрифосфаты, включающие в свои ряды АТФ, тоже понадобятся для репликации.

Теперь надо определить, с какого именно места начать дублирование ДНК, т.е. репликацию. Ошибаются те, кто думает, что инициация начинается от начала молекулы ДНК, но ошибаются также и те, кто думает, что она начинается с конца. На самом деле инициация начинается с множества точек, раскиданных по всей длине молекулы ДНК. Таких "запальных точек" может быть 5-50 на одну молекулу ДНК.

Итак, инициация начинается с появления репликативной точки. Эта точка отмечена на ДНК специфической последовательностью нуклеотидов, богатой парами А-Т. Именно к ней присоединяется по несколько молекул специальных распознающих белков, которые обеспечивают последующее присоединение ферментного комплекса и таким образом запускают процесс репликации. Важно отметить, что на репликативную точку садятся сразу два одинаковых ферментных комплекса, обеспечивающих репликацию. От точки посадки они расползаются в противоположные стороны по двойной спирали ДНК. Каждый комплекс при этом реплицирует сразу обе родительские цепи ДНК и выдаёт на выходе вместо двух цепей - четыре.

ДНК-реплицирующий комплекс включает в себя около 20 компонентов. Отметим главные из них.

Геликаза (хеликаза) расплетает ДНК на две отдельные цепи. Образуется репликативная вилка. По-видимому, при этом данный участок расплетённой ДНК отделяется от хромосомных белков. На разъединение комплементарной связи в каждой паре нуклеотидов тратится энергия 2-х молекул АТФ.

Молекула ДНК жестко закреплена в некоторых учакстках на ядерном матриксе и поэтому не может свободно вращаться при расплетании. Это блокирует продвижение геликазы по цепи.

Топоизомераза надрывает одну из двух нитей ДНК, и она раскручивается вокруг целой нити. Так снимается структурное напряжение при раскручивании спирали. Затем разорванные концы сращиваются обратно тем же ферментом. У бактерий другой вид топоизомеразы (гираза) разрывает сразу обе цепи ДНК, а после раскручивания спирали соединяет их вновь. Надо сказать, что в этом случае бактерии действуют более эффективно, чем человек вместе со всеми остальными эукариотами!

В одной репликативной вилке действуют две геликазы, которые движутся в противоположных направлениях. Разделенные цепи фиксируются ДНК- связывающими белками. Участки формирования репликативной вилки называются «точками ori» (origin - начало). У эукариот одновременно образуется тысячи таких вилок, что обеспечивает высокую скорость репликации.

Ваша оценка: 
3.5
Средняя: 3.5 (26 проголосовавших)