химический каталог




Молекулярная биология. Структура и биосинтез нуклеиновых кислот

Автор А.С.Спирин

тА-' АG-. С-' Т-? G/

АЬТ •

Т ? -С ?с .

А '

г-С ?

Рис. 27. Матричный синтеза ДНК

ДНК-полимераза шаг за шагом удлиняет затравку. Цепн матрицы и затравки направлены в противоположные стороны — антипараллельны

Рис. 26. Полуконсервативная репликация В ходе репликации две комплементарные цепи ДНК разделяются и каждая из ннх служит матрицей для синтеза новой комплементарной цепи (тонкая лнння). В результате образуются одинаковые дочерние молекулы, идентичные исходной молекуле

Чию в активированной высокоэнергетической форме дезок-сирибонуклеозидтрифосфата. В этом отношении синтез ДНК напо-? Минает синтез всех других биополимеров: поскольку полимеризация мономеров в полимер энергетически не выгодна, мономеры всегда поступают в реакцию синтеза в активированной форме. В случае синтеза ДНК присоединение очередного нуклеотида к концу затравки сопровождается гидролизом богатой энергией связи и отщеп44

45

лением пирофосфата, что и делает реакцию в целом энергетически выгодной. Наличие в клетке пирофосфатазы обеспечивает расщепление пирофосфата и делает реакцию практически необратимой. При полимеризации растет всегда З'-конец затравки, т. е. синтез происходит в направлении 5'->-3'.' З'-ОН-группа концевого нуклео-тида затравки атакует а-фосфат очередного дезоксирибоиуклеозидтрифосфата (но только в том случае, если он комплементарен очередному нуклеотиду матрицы!), в результате чего отщепляется пи-рофосфат, а дезоксирибонуклеозидмонофосфат оказывается связанным фосфодиэфирной связью с растущей цепью ДНК, удлиняя ее на одно звено (рис. 28).

Затравка антипараллельна матрице (рис. 27). Естественно, эта полярность сохраняется и при ее дальнейшем росте, так что результатом работы ДНК-полимеразы на одноцепочечной матрице является антипараллельная двойная спираль ДНК-Необходимая для полимеризации геометрия химических группировок в активном центре ДНК-полимераз задается с помощью координационного взаимодействия определенных атомов матрицы, затравки и субстрата с ионами металлов. Субстраты поступают в реакцию синтеза ДНК в виде комплексов (хелатов) с ионами Mg3~-Ионы Zn2*, входящие в активный центр почти всех матричных ферментов, как ДНК-, так и РНК-полимераз, обеспечивают правильную взаимную ориентацию З'-ОН-группы затравки, а-фосфата субстрата и очередного нуклеотида матрицы. Возможно, это обстоятельство отражает историю возникновения первых систем мат46

«дачного синтеза полинуклеотидов; показано, что ионы цинка способны и без ферментов в ограниченной степени катализировать образование комплементарных матрице олигонуклеотидов из активированных субстратов.

ДНК-полимеразы безразличны к последовательности нуклеотидов матрицы; задача этих ферментов — снять точную копию с матрицы, с какой — неважно.

Точность синтеза ДНК и коррекция

Нормальное размножение клеток требует высокой точности копирования ДНК-матрицы. Генетический материал живых организмов имеет огромные размеры. Даже у бактерий ДНК-полимераза должна практически безошибочно скопировать молекулу ДНК длиной около З-Ю" п, н. Оказывается, у всех организмов точность работы реп-ликативной машины (включающей не только ДНК-полимеразы, но и другие белки; см. ниже) как раз такова, чтобы обеспечить безошибочное воспроизведение всего генома или допустить лишь малое число ошибок. Так, у бактерий ошибки синтеза ДНК происходят не чаще чем один раз на много миллионов нуклеотидов. Молекулярные взаимодействия, на которых основаны ферментативные реакции, в частности синтез ДНК, не могут быть абсолютно надежными, кроме того, точность процесса связана с его скоростью. Для того чтобы обеспечить высокую точность наряду с высокой скоростью репликации, природе пришлось прибегнуть к специальным механизмам, один из которых — механизм коррекции.

ДНК-полимеразы проверяют комплементарность каждого нуклеотида матрице дважды: один раз перед включением его в состав растущей цепи и второй раз перед тем, как включить следующий нуклеотид. Очередная фосфодиэфирная связь образуется лишь в ТОМ случае, если последний (З'-концевой) нуклеотид затравки комплементарен матрице. Если же на предыдущей стадии полимеризации произошла ошибка (например, из-за того, что нуклеотид в момент полимеризации находился в необычной таутомерной форме), то репликация останавливается до тех пор, пока неправильный нуклеотид не будет удален. Некоторые ДНК-полимеразы обладают не только полимеризующей, но и 3'-экзонуклеазной активностью, которая отщепляет не спаренный с матрицей нуклеотид затравки, после чего полимеризация восстанавливается. Этот механизм, коррекция, заметно увеличивает точность работы ДНК-полимераз. Мутации, нарушающие З'-экзонуклеазную активность ДНК-полимеразы, существенно повышают частоту возникновения прочих мутаций. Напротив, мутации, приводящие к усилению экзонуклеазной активности относительно полимеризующей, снижают темп мутирования генетического материала.

Разные ДНК-полимеразы одного организма и ДНК-полимеразы Различных организмов имеют разное строение. Иногда один поли47

пептид

страница 13
< К СПИСКУ КНИГ > 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135

Скачать книгу "Молекулярная биология. Структура и биосинтез нуклеиновых кислот" (5.58Mb)


[каталог]  [статьи]  [доска объявлений]  [прайс-листы]  [форум]  [обратная связь]

 

 

Реклама
ручки-скобы
высокий радиатор отопления arbonia
чайник zwilling
шашки для такси в нижнем

Рекомендуемые книги

Введение в химию окружающей среды.

Книга известных английских ученых раскрывает основные принципы химии окружающей среды и их действие в локальных и глобальных масштабах. Важный аспект книги заключается в раскрытии механизма действия природных геохимических процессов в разных масштабах времени и влияния на них человеческой деятельности. Показываются химический состав, происхождение и эволюция земной коры, океанов и атмосферы. Детально рассматриваются процессы выветривания и их влияние на химический состав осадочных образований, почв и поверхностных вод на континентах. Для студентов и преподавателей факультетов биологии, географии и химии университетов и преподавателей средних школ, а также для широкого круга читателей.

Химия и технология редких и рассеянных элементов.

Книга представляет собой учебное пособие по специальным курсам для студентов химико-технологических вузов. В первой части изложены основы химии и технологии лития, рубидия, цезия, бериллия, галлия, индия, таллия. Во второй части книги изложены основы химии и технологии скандия, натрия, лантана, лантаноидов, германия, титана, циркония, гафния. В третьей части книги изложены основы химии и технологии ванадия, ниобия, тантала, селена, теллура, молибдена, вольфрама, рения. Наибольшее внимание уделено свойствам соединений элементов, имеющих значение в технологии. В технологии каждого элемента описаны важнейшие области применения, характеристика рудного сырья и его обогащение, получение соединений из концентратов и отходов производства, современные методы разделения и очистки элементов. Пособие составлено по материалам, опубликованным из советской и зарубежной печати по 1972 год включительно.

 

 



Рейтинг@Mail.ru Rambler's Top100

Copyright © 2001-2012
(06.12.2016)