Полуконсервативный характер репликации ДНК

Содержание

Слайд 2

В одном цикле репликации каждая из двух цепей ДНК используется в

В одном цикле репликации каждая из двух цепей ДНК используется в

качестве матрицы для образования комплементарной ей цепи. Поэтому исходные цепи остаются неизменными на протяжении многих поколений клеток.

Полуконсервативный характер репликации ДНК

Слайд 3

Этап инициация репликационных вилок в точках начала: Origin репликации. Затем следует

Этап инициация репликационных вилок в точках начала: Origin репликации. Затем следует

образование репликационного глазка.

У E.coli реакция идет 40 минут

Слайд 4

Матричный синтез ДНК-это механизм, используемый клеткой, чтобы копировать нуклеотидную последовательность одной

Матричный синтез ДНК-это механизм, используемый клеткой, чтобы копировать нуклеотидную последовательность одной

цепи ДНК в комплементарную последовательность ДНК
Слайд 5

Расплетание двойной спирали ДНК Для раскрытия двойной спирали необходимы особые белки.

Расплетание двойной спирали ДНК

Для раскрытия двойной спирали необходимы особые белки. Они

бывают двух типов: ДНК-хеликазы и белки, связывающие одноцепочечную ДНК.
Две цепи ДНК имеют противоположную полярность и хеликаза может раскручивать спираль, двигаясь в направлении 5’ к 3’ или в направлении 3’ к 5’ по другой цепи.

Скачкообразное движение хеликазы обеспечивается гидролизом связанных с ней молекул АТР.

Слайд 6

Влияние белков на структуру одноцепочечной ДНК Каждая молекула белка предпочитает связывать

Влияние белков на структуру одноцепочечной ДНК

Каждая молекула белка предпочитает связывать ДНК,

находясь в контакте с другой молекулой белка, до этого уже связавшейся с ДНК. Такое связывание выпрямляет матрицу и облегчает процесс полимеризации. Это SSB-белки (single strand binding protein). Они же предотвращают образование коротких двуспиральных шпилек.
Слайд 7

Закручивание ДНК в ходе репликации В спирали ДНК образуется шарнир, формируемый

Закручивание ДНК в ходе репликации

В спирали ДНК образуется шарнир, формируемый белками

–топоизомеразами. Это обратимая нуклеаза, которая ковалентно соединяется с фосфатом основной цепи ДНК и разрывает фосфодиэфирную связь в нити ДНК. Эта реакция обратима.
Топоизомераза I производит временный однонитевой разрыв.
Топоизомераза II образует ковалентную связь одновременно с двумя цепями спирали ДНК, производя двухцепочечный разрыв. Она использует гидролиз АТР.
Слайд 8

Реакция надрезания ДНК

Реакция надрезания ДНК

Слайд 9

Первый фермент, участвующий в реакции - ДНК-полимераза был открыт в 1957г.

Первый фермент, участвующий в реакции - ДНК-полимераза был открыт в 1957г.

Свободные нуклеотиды, служащие субстратами для этого фермента, поставляются дезоксирибонуклеозидтрифосфатами, для реакции нужна одноцепочечная матрица ДНК.
Слайд 10

Структура репликационной вилки Обе цепи дочерней ДНК полимеризуются в направлении 5’

Структура репликационной вилки

Обе цепи дочерней ДНК полимеризуются в направлении 5’ к

3’, синтезируемая на отстающей нити, должна быть в виде ряда коротких молекул – фрагментов Оказаки. Синтезируются последовательно и чем ближе к вилке, тем «новее». Они имеют длину 100-200 нуклеотидов и обнаружены и у эукариот.
Слайд 11

Коррекция репликации ДНК-полимераза выступает с экзонуклеазной активностью (удаляет ошибочно включенный нуклеотид).

Коррекция
репликации

ДНК-полимераза выступает с экзонуклеазной активностью (удаляет ошибочно включенный нуклеотид).
Экзонуклеазы-ферменты, которые

отщепляют нуклеотиды одного из концов полинуклеотидной цепи.

Высокая точность репликации ДНК зависит не только от изначального спаривания оснований, но и от «корректирующих» механизмов, которые последовательно работают над исправлением ошибочных пар, периодически возникающих в новом поколении ДНК

Слайд 12

ДНК-полимеразы иногда все же ошибаются. Клетки имеют шанс исправить эти ошибки

ДНК-полимеразы иногда все же ошибаются.

Клетки имеют шанс исправить эти ошибки при

помощи процесса

Направляемая цепь исправления ошибок спаривания
Strand directed mismatch repair

В процессе синтеза 1 ошибка на 10⁵ нуклеотидов

Слайд 13

Синтез РНК-затравки РНК-праймаза – фермент, который синтезирует короткие РНК-затравки на отстающей

Синтез РНК-затравки

РНК-праймаза – фермент, который синтезирует короткие РНК-затравки на отстающей цепи,

используя ДНК в качестве матрицы. Этот фермент может начинать синтез новой полинуклеотидной цепи путем соединения двух НТФ.
Слайд 14

Синтез фрагмента ДНК на отстающей цепи В клетках эукариот РНК-затравки синтезируются

Синтез фрагмента ДНК на отстающей цепи

В клетках эукариот РНК-затравки синтезируются

на отстающей цепи с промежутками, разделенными 200 нуклеотидами, и каждая РНК-затравка имеет длину около 10 нуклеотидов.
Ее удаляет фермент репарации ДНК
(РНК-аза Н), который распознает нить РНК в спирали РНК-ДНК и фрагментирует ее, после этого остаются бреши, которые заполняются с помощью ДНК-полимеразы и ДНК-лигазы.
Слайд 15

Реакция с ДНК-лигазой Фермент «сшивает» разрыв фосфодиэфирной связи. ДНК-лигаза использует молекулу

Реакция с ДНК-лигазой

Фермент «сшивает» разрыв фосфодиэфирной связи. ДНК-лигаза использует молекулу АТР,

чтобы активизировать 5’ конец в разрыве перед образованием новой связи.
Реакция «сшивания» разрыва осуществляется за счет сопряжения с процессом гидролиза АТР.
Слайд 16

В репликационном составе эукариот белковых компонентов больше чем у бактерий. SSB

В репликационном составе эукариот белковых компонентов больше чем у бактерий.
SSB белок

у эукариот из 3 субъединиц, а у бактерий из 1.
Главные ДНК-полимеразы у эукариот это полимеразы δ (delta) ε (epsilon)

Репликация ДНК у бактерий и у эукариот схожа.

Слайд 17

ПОЛИМЕРАЗНАЯ ЦЕПНАЯ РЕАКЦИЯ (ПЦР) POLYMERASE CHAIN REACTION (PCR)

ПОЛИМЕРАЗНАЯ ЦЕПНАЯ РЕАКЦИЯ (ПЦР)
POLYMERASE CHAIN REACTION (PCR)

Слайд 18

Слайд 19

Слайд 20

Слайд 21

Слайд 22

Слайд 23

Слайд 24

Слайд 25

Слайд 26