Биохимия и молекулярная биология
Лекция 7. Репликация ДНК (часть 2)
1
Тема лекции
Репликация ДНК у эукариот
Репарация ДНК
Репликация ДНК |
2 |
Репликация у эукариот
Репликация ДНК у эукариот
ДНК хромосом эукариот много длиннее, а сами хромосомы устроены намного сложнее, чем маленькие и простые бактериальные геномы. У высших клеток, в отличие от бактерий, ДНК в хромосомах образует комплекс с белками (гистонами), которые участвуют в сворачивании длинных нитей ДНК в серию петель, для того чтобы их можно было упаковать внутри ядра.
Репликация ДНК |
3 |
Репликация у эукариот
Репликация ДНК у эукариот
Репликация ДНК начинается одновременно в нескольких сайтах гигантской молекулы ДНК каждой хромосомы. Число их у эукариот может превысить 1000, поэтому большой набор ДНК- последовательностей реплицируется за 5—20 часов.
Из каждой такой точки в противоположных направлениях одновременно движутся две репликативные вилки. Репликация продолжается до полного завершения синтеза дочерних цепей и разделения новых дуплексов.
Репликация ДНК |
4 |
Репликация у эукариот
Репликация ДНК у эукариот
Репликация ДНК |
5 |
Репликация у эукариот
Участие ДНК-топоизомеразы I в образовании репликативной вилки
Репликация ДНК |
6 |
Репликация у эукариот
Эукариотические ДНК-полимеразы
Полимераза α синтезирует праймер, (20 нуклеотидов), а затем заменяется полимеразой δ и ε. Полимераза δ является основной ДНК-полимеразой у эукариот. Роль ДНК- полимеразы ε менее ясна, однако последние данные свидетельствуют о том, что она участвует в репликации отстающей цепи ДНК.
ДНК-полимераза β удаляет праймеры и застраивает бреши, образовавшиеся на месте вырезанного праймера.
Фрагменты Оказаки у эукариот имеют длину порядка 150-200 нуклеотидов. Они сшиваются ДНК-лигазой.
ДНК-полимераза γ реплицирует митохондриальную
ДНК.
Репликация ДНК |
7 |
Компоненты реплисомы
Свойства ДНК-полимераз эукариот
Свойства |
α |
δ |
ε |
β |
γ |
ферментов |
|
|
|
|
|
Масса (kDa) |
> 250 |
170 |
256 |
36-38 |
160-300 |
Локализация |
ядро |
ядро |
ядро |
ядро |
митохондри |
Сопутствующие |
|
|
|
|
и |
|
|
|
|
|
|
активности: |
|
|
|
|
|
3' → 5' |
|
|
|
|
|
экзонуклеазная |
нет |
да |
да |
нет |
да |
праймазная |
да |
нет |
нет |
нет |
нет |
Точность |
высокая |
высокая |
высокая |
низкая |
высокая |
Репликация |
да |
да |
да |
нет |
да |
Репарация |
нет |
? |
да |
да |
нет |
Репликация ДНК |
8 |
Репликация у про- и эукариот
Разница в репликации ДНК у про- и эукариот
Прокариоты
Пять полимераз (I, II, III, IV, V)
Функции полимераз:
I участвует в репликации, коррекции, репарации и удалении РНК- праймеров
II –фермент репарации
III – главный фермент репликации IV – V – участвуют в репарации
Полимеразы являются также экзонуклеазами
Один ориджин репликации
Фрагменты Оказаки длиной 1000- 2000 нуклеотидов
ДНК не связана с белками
Эукариоты
Пять полимераз (α, β, γ, δ, ε)
Функции полимераз: α – синтез праймера
β – удаление праймера, застраивание бреши γ – репликация митохондриальной ДНК
δ – основной фермент репликации ε – фермент, реплицирующий отстающую цепь ДНК
Не все полимеразы обладают экзонуклеазной активностью
Несколько ориджинов репликации
Фрагменты Оказаки длиной 150-200 нуклеотидов
ДНК в комплексе с гистонами
Репликация ДНК у эукариот
Репликации ДНК у эукариот
Репликация ДНК |
10 |