4. Основные принципы репликации днк

Одним из основных свойств материала наследственности является его способность к самокопированию — репликация.

В процессе репликации на каждой полинуклеотидной цепи материнской молекулы ДНК синтезируется комплементарнаяей цепь. В итоге из одной двойной спирали ДНК образуются две идентичные двойные спирали. Такой способ удвоения молекул, при котором каждая дочерняя молекула содержит одну материнскую и одну вновь синтезированную цепь, называют полуконсервативным. Также стоит сказать, что наряду с принципом комплиментарности, при удвоении ДНК соблюдается и еще один – принцип антипараллельности, это связано с разнонаправленностью цепей ДНК (матричная цепь ДНК 3’ – 5’, а синтезируемая ДНК 5’ – 3’).

5. Репликон и его функционирование

Для осуществления репликации цепи материнской ДНК должны быть отделены друг от друга.

Инициация репликации осуществляется в особых участках ДНК, обозначаемых ori – последовательность, состоящая из 300 нуклеотидных пар, узнаваемая специфическими белками.

Двойная спираль ДНК разделяется на две цепи, области расхождения полинуклеотидных цепей — репликационные вилки. Между репликационными вилками образуется структура, называемаярепликационным глазком (здесь происходит синтез дочерних цепей ДНК).

Так как ФК, ведущий репликацию, может катализировать ее только в одном направлении (5’ – 3’), то одна из дочерних цепей будет синтезироваться непрерывно – лидирующая, а вторая –отстающая– в виде фрагментов Оказаки, которые затем сшиваются в цепь. В синтезе второй цепи наблюдается особенность ДНК-полимеразы: неспособность начать синтез новой полинуклеотидной цепи на пустом месте. Для образования этих фрагментов необходим небольшой (около 10 нуклеотидов) участок РНК-праймера (затравки), который затем удаляется.

Фрагмент ДНК от точки начала репликации до точки ее окончания образует единицу репликации — репликон.

ФК ДНК-полимеразы:

1. ДНК-топоизомераза – разрывает фосфодиэфирные связи, снимая напряжение, вызываемое расплетением спирали и расхождением цепей в репликационной вилке

2. ДНК-геликаза – раскручивание двойной спирали

3. белки-дестабилизаторы – распрямление участков цепи ДНК

4. РНК-праймаза – синтез РНК-затравки

5. ДНК-полимераза – синтез лидирующей цепи и фрагментов Оказаки

6. ДНК-лигазы – сшивание фрагментов Оказаки в единую цепь

6. Генетический код и его свойства

Генетический код– система записи генетической информации в ДНК (РНК) в виде определенной последовательности нуклеотидов. Последовательность нуклеотидов определяет последовательность включения аминокислоты в синтезируемый белок. Три нуклеотида – триплет – кодон – кодируют одну аминокислоту. Совокупность триплетов и составляет генетический код.

Свойства генетического кода:

1. Триплетность. В состав РНК входят 4 нуклеотида: А, Г, Ц, У. Если бы мы пытались обозначить одну аминокислоту одним нуклеотидом, то 16 из 20 аминокислот остались бы не зашифрованы. Двухбуквенный код позволил бы зашифровать 16 аминокислот (из четырех нуклеотидов можно составить 16 различных комбинаций, в каждой из которых имеется два нуклеотида). Природа создала трехбуквенный или триплетный код. Это означает, что каждая из 20 аминокислот зашифрована последовательностью трех нуклеотидов, называемых триплетом или кодоном. Из 4 нуклеотидов можно создать 64 различные комбинации по 3 нуклеотида в каждой (4³=64). Этого с избытком хватает для кодирования 20 аминокислот и, казалось бы, 44 кодона являются лишними. Однако это не так.

2. Вырожденность(избыточность). Это означает, что каждая аминокислота шифруется более чем одним кодоном (от двух до шести). Исключение составляют аминокислоты метионин и триптофан, каждая из которых кодируется только одним триплетом.

3. Однозначность.Каждый кодон шифрует только одну аминокислоту.

4. Однонаправленность(от 5’ к 3’ концу)

5. Наличие "знаков препинания".Несколько разных полипептидных цепей должны быть отделены друг от друга. Для этого в генетическом коде существуют три специальные триплета - УАА, УАГ, УГА, каждый из которых обозначает прекрдщение синтеза одной полипептидной цепи. Таким образом, эти триплеты выполняют функцию знаков препинания. Они находятся в конце каждого гена.

6. Универсальность.Генетический код един для всех живущих на Земле существ.