игском 1 ivKjieiiновых кислот. Как ВЦ'ию мл схем, в обрл:«>i;annn iivpiiiiobbix h 1111|нiмидиiiobbix i|уклеотидов спсцпф1 псское учпстне принимает Ф1Ч1Ф, SLVJ вощимся донором фосфорыб о сильною остатка, в биосинтезе как оро тидин-5'-фосфата, так и ИМФ; последние считаются ключевыми субстратами в синтезе нуклеиновых кислот в клетках.

Фумарат

ЛМФ'

? <1ЛМФ

АДф

Л1 Ф

ГМФ

dAJJ

ПЛ

оГМФ

Оротидин-5-ф'Ос;фн1

сГУТФ

(1УДФУТф =

?УДФ

УМФ

,Ф

i *ф

ЧДТФ

ИДФцмфпгу ,Ф

(1г!ф

с]ЦТФ

?ПЦДФ с\ЦМФ

N N

+ Глн

ТГФК -J^—HRVI

X\~ЯМ

N^-CHO—ТГФК-. - Асп

J ИМФ1

АМФ 1

С1ЛДФ

С1АТФ

АДФ •14 (Ф

С1ГТФ

АТФ -ГТФ п

ГМК

Карбамоил фосфат + Асп

^_ f

N-карбам оилас партат

О] лЮЕАЯ МЮЛМН

Биосинтез нуклеиновых кислот

Проблема биосинтеза нуклеиновых кислот является предметом пристального внимания многих исследователей и целых научных коллективов. Следует прежде всего ошешть исшшчительную трудность решения этой важнейшей проблемы, связанную с неполными представлениями о природе белковых факторов н механизмах регуляции синтеза нуклеиновых кислот.

До енх пор не раскрыты в деталях молекулярные механизмы передани генетической информации, закодированной в нуклеотидной последовательности ДНК. Различают три основных этапа реализации генетической информации. На первом этапе—этапе репликации происходит образование дочерних молекул ДНК, первичная структура которых идентична родительскон ДНК (копирование ДНК), Репликация ДНК является ключевой функцией делящейся клетки и частью таких биологических процессов, как рекомбинация, транспозиция и репарация. На втором этапе, названном транскрипцией, генетическая информация, записанная в первичной структуре ДНК, переписывается в нуклеотидную последовательность РНК (синтез молекулы РНК на матрице ДНК). На третьем этапе-этапе трансляции генетическая информация, содержащаяся уже в нуклеотидной последовательности молекулы РНК, переводится в аминокислотную по-следоватсльшчпъ белка. Далее представлены основные итоги; исследований и наши представления о биосинтезе полимерных молекул ДНК, РНК и белка, полученные к середине 1996 г.

Биосинтез ДНК

Прежде чем изложить совреме ,ie представления о механизме биосинтеза

ДНК, следует представить сведения о синтезе этого соединения в бес клеточной системе, которыми располагает биохимия. Известно, что для любого синтеза полимерной органической молекулы, осуществляемого in vitro или in vivo, требуется энергия. Источником энергии в реакциях полимеризации м он о нуклеотидов является энергия, освобождаемая всеми четырьмя типами дезоксирибонуклеозидтрифосфатов, участвующих в синтезе ДНК. Образующийся пирофосфат под действием пирофосфатазы также расщепляется на две молекулы ортофосфата, давая дополнительную энергию для биосинтеза ДНК.

Помимо энергии, биогенез ДНК требует наличия специфических ферментов, катализирующих отдельные этапы синтеза, и множества белковых факторов, абсолютно необходимых для регулирования процесса репликации и проявления каталитической активности ферментов.

Ферментные системы синтеза ДНК у про- и эукариот до конца не выяснены. По имеющимся данным, в репликации ДНК, включающей узнавание точки начала процесса, расплетение родительских цепей ДНК в репликационной вилке, инициацию биосинтеза дочерних цепей и дальнейшую их элонгацию и, наконец, окончание (терминация) процесса, участвует более 40 ферментов и белковых факторов, объединенных в единую ДНК-репликазиую систему, называемую реплисомой.

После открытия в 1958 г. А. Корнбергом у Е. coli фермента, катализирующего биосинтез ДНК и названного ДНК-полимеразой I, в течение почти 10 лет считалось, что этот фермент является единственной по-лимеразой, принимающей участие в репликации ДНК in vitro *. Однако позже был открыт мутант Е. coli, лишенный ДНК-полимеразы I, но способный синтезировать ДНК с нормальной скоростью. Оказалось, что для репликации ДНК Е. coli необходимо участие нескольких ферментов. ДНК-полимераза I не наделена способностью инициировать синтез цепей ДНК de novo. Одним из хорошо изученных ферментов, участвующих в стадии инициации репликации ДНК, является специфическая клеточная РНК-полимераза, названная праймазой, которая катализирует синтез короткого олигорибонуклеотида (от 10 до 60 нуклеотидов), т.е. праймера, с которого затем начинается синтез ДНК. Праймазы различаются как по структуре, так и по специфичности действия. Получены новые данные о существенной роли праймасомы в каталитическом действии фермента. Праймасома представлена ансамблем из 7 различных субъединиц, включающих около 20 полипептидов общей мол. массой 70000. При помощи белка п' праймасома подвергается быстрому перемещению к отстающей цепи ДНК за счет энергии, генерируемой AT Фазной активностью белка п'. В состав праймасомы входит также комплекс белков dna В и dna С, который вблизи репликационной вилки периодически участвует в формировании специфической вторичной структуры ДНК, подходящей для узнавания праймазой.

Основным ферментом, катализирующим биосинтез