Репликации ДНК
Комплементарность, полуконсервативность и антипараллельность процесса репликации
Репликация ДНК |
11 |
Основные принципы репликации ДНК
Репликация ДНК осуществляется реплисомой
РЕПЛИСОМА – сложный и эффективно работающий мультиферментнй комплекс, формирующийся в репликативной вилке для осуществления синтеза ДНК.
Cодержит примерно 15 - 20 белков и включает:
• Топоизомеразу
• Хеликазу
• ssb-белки (single strand binding proteins)
• Праймазу
• множество дополнительных белков
• ДНК – полимеразы
Репликация ДНК |
12 |
Основные принципы репликации ДНК
Артур Корнберг
Открытие ДНК- полимеразы
Репликация ДНК |
13 |
Компоненты реплисомы
Белки, необходимые для репликации ДНК
•Dna A - узнавание области начала репликации, привлечение к месту сборки остальных белковых компонентов;
•Dna B - ДНК-хеликаза – разделение цепей ДНК в репликативной вилке;
•Dna C - обеспечение взаимодействия хеликазы и праймазы с ДНК;
•Dna G - праймаза – синтез РНК-затравок;
• ssb - белки, взаимодействие кооперативно с одноцепочечной ДНК и стабилизирующие расплетенный комплекса;
•ДНК-лигаза – лигирование (сшивание) фрагментов Оказаки;
•Топоизомераза I – создание шарнира для раскручивания цепей ДНК в репликативной вилке;
•Топоизомераза II – (ДНК-гираза) - разделение катенанов.
Репликация ДНК |
14 |
Компоненты реплисомы
ДНК –полимеразы прокариот
■У прокариот есть пять ДНК-полимераз - Pol I, Pol II, Pol III,
Pol IV и Pol V.
■В репликации ДНК принимают участие Pol I и Pol III.
■ДНК-П I участвует в удалении праймера, застройке образовавшейся бреши, коррекции ошибок.
■ДНК-П III - основной фермент репликации ДНК, синтезирует лидирующую и отстающую цепь ДНК, обладает корректорской функцией.
■ДНК-П II, IV и V осуществляют репаративный синтез ДНК.
Репликация ДНК |
15 |
Компоненты реплисомы
Свойства ДНК-полимераз Е.Соli
Свойства ферментов |
Pol I |
Pol II |
Pol III |
Молекулярная масса (кДа) |
103 |
90 |
830 |
Число оборотов (мин-1) |
600 |
30 |
1200 |
Число субъединиц |
1 |
≥ 4 |
≥ 10 |
Структурный ген |
polA |
pol B |
pol C |
Полимеразная реакция 5'→ |
да |
да |
да |
3' |
|
|
|
Экзонуклеазная реакция |
да |
нет |
нет |
5'→ 3' |
|
|
|
Экзонуклеазная реакция |
да |
да |
да |
3'→ 5' |
|
|
|
Репликация ДНК |
16 |
Компоненты реплисомы
ДНК –полимераза III E.coli
Кор-фермент состоит из субъединиц (αθε), β-белок выполняет функцию «скользящего зажима», τ-белок участвует в сборке и димеризация холофермента ДНК- полимеразы. γ-комплекс (γ,δ,δ´,χ,ψ) – ДНК-зависимая АТРаза, необходим для связывание затравки с матрицей и активации
ДНК-полимеразы.
Репликация ДНК |
17 |
ДНК- полимераза III
Реакция, катализируемая ДНК-полимеразой
ДНК П III осуществляет элонгацию молекулы ДНК, добавляя нуклеотиды к 3΄-концу предшествующего нуклеотида. От дезоксинуклеозидтрифосфата отделяется РРi, который далее расщепляется до двух молекул фосфорной кислоты.
Репликация ДНК |
18 |
ДНК- полимераза III
Реакция, катализируемая ДНК-полимеразой
Репликация ДНК |
19 |
ДНК- полимераза III
Для работы ДНК-полимеразы необходимы:
ДНК-матрица;
субстраты - dТТР, dАТP, dGТP, dCТP;ионы Mg2+;
источники энергии - dТТР, dАТP, dGТP, dCТP;затравка (праймер) со свободной 3ʹ-ОН- группой.
Репликация ДНК |
20 |