химический каталог




Молекулярная биология. Структура и биосинтез нуклеиновых кислот

Автор А.С.Спирин

аза, белок DnaG, синтезирует РНК-затравки для запаздывающей цепи. Вторая молекула холофермента ДНК-полимеразы III удлиняет эти затравки до тех пор, пока не упрется в предыдущую затравку, т. е. синтезирует фрагменты Оказаки. Затем действует ДНК-полимераза I, которая продолжает удлинять фрагменты Оказаки, одновременно гидролизуя РНК-затравку предыдущего фрагмента, используя свою 5'-экзонуклеазную активность. После Действия ДНК-полимеразы I между двумя соседними фрагментами остается только одноцепочечный разрыв, который зашивает ДНК-лигаза. Таким образом, в репликативной вилке одновременно работают около 20 разных полипептидов, осуществляя сложный, высо-коупорядоченный и энергоемкий процесс. Не говоря уже о том, что каждый нуклеотид переходит в ДНК из богатого энергией предшественника, множество молекул АТР тратится на действие хели-каз, на синтез РНК-затравок, которые затем удаляются, на активацию ДНК-полимеразы III при переходе на каждый новый фрагмент Оказаки запаздывающей цепи и на работу топоизомераз по Раскручиванию взаимозакрученных цепей ДНК (см. ниже). Такова цена высокой точности и скорости репликации.

57

Две молекулы ДНК-полимеразы одновременно и синхронно синтезируют и ведущую, и запаздывающую цепи ДНК. Когда полимераза, синтезирующая запаздывающую цепь, доходит до начала предыдущего фрагмента Оказаки, она «перескакивает»-на З'-конец затравки, которую синтезирует в этот момент праймосома; по всей вероятности это событие требует гидролиза АТР. Огромный белковый комплекс, осуществляющий одновременный синтез ДНК на обеих матричных цепях репликативной вилки, предложено называть «реплисомой», ориентировочная масса комплекса 1400.)

Холофермент ДНК-полимеразы III может димеризоваться. На этом основании выдвинуто предположение, что две молекулы холо-фермента, праймосома, и, возможно, дополнительная хеликаза образуют в клетке единый комплекс — реплисому, которая движется по ДНК, одновременно синтезируя обе новые цепи (рис. 34). Не исключено, что в состав гипотетической реплисомы входят и некоторые ферменты биосинтеза нуклеотидов — предшественников ДНК-Это было бы разумно, учитывая, что дезоксирибонуклеотиды нужны в клетке только для синтеза ДНК.

Нарисованную картину бактериальной репликации подтверждает фенотип мутантов с нарушением синтеза ДНК. ts-Мутации в генах dnaE, dnaB, dnaG, dnaZ, dnaX и dnaN сразу останавливают репликацию при переносе клеток на непермиссивную температуру. Мутации в генах polk и tig приводят к тому, что в клетке накапливается большое количество несшитых фрагментов Оказаки. Мутации в генахdnaA, topk и rnh влияют на инициацию цикла репликации, которая будет рассмотрена ниже.

Репликацию ДНК Е. coli удалось воссоздать in vitro в системе из очищенных белков. Для реакции необходимы все вышеперечисленные белки, а для оптимального синтеза — белок HU — гистоно-подобный белок Е. coli. Нужны также белки, участвующие в инициации репликации, и топоизомеразы.

4. ТОПОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОБЛЕМЫ РЕПЛИКАЦИИ

заключительная стадия репликации

репликация закончена

До сих пор никак не учитывался тот факт, что комплементарные цепи ДНК закручены друг вокруг друга в спираль. Между тем это •существенно. Большинство молекул ДНК бактерий и некоторые ДНК эукариот являются кольцевыми. Из-за спиральной закручен-яости цепи этих молекул оказываются зацепленными — их невозможно разделить, не порвав хотя бы одну из них. Даже если бы цепи не были зацепленными (т. е. ДНК не была бы кольцевой), яри скорости движения репликативной вилки 1000 н. п. в секунду вся непрореплицировавшаяся часть ДНК должна вращаться со ско58

ростью 6000 оборотов в минуту! Все эти проблемы разрешаются присутствием в клетке топоизомераз (см. гл. I). Топоизомеразы на время вносят в зацепленные друг за друга цели кольцевых молекул разрывы, которые необходимы для их разделения, т. е. выступают в роли «шарниров», позволяющих цепям ДНК раскрутиться. Способность бактериальной топоизомеразы II — ДНК-гиразы — отрицательно сверхспирализовать ДНК в АТР-зависимой реакции не только снимает вопрос о вращении всей непрореплицировавшейся части ДНК, но и облегчает действие хеликаз, поскольку отрицательная сверхспирализация, которую гираза создает перед вилкой,, способствует расплетанию ДНКНа заключительной стадии репликации кольцевых молекул часто остается одно или несколько зацеплений цепей исходной молекулы друг за друга. Это приводит к тому, что двуцепочечные кольца дочерних молекул также оказываются зацепленными, образуют катенан (рис. 35). ДНК-гираза может расцепить зацепленные кольца, используя свою способность вносить временный двуцепочечный разрыв. Такая активность гиразы действительно существенна для репликации ДНК, поскольку в мутантах по гиразе на непермиссив-ной температуре наблюдается нерасхождение дочерних молекул кольцевых ДНК после репликации. Важно отметить, что топоизомеразы необходимы для завершения репликации не только кольцевых молекул, но и очень длинных линейных эукариотических хромосом: две очень длинные дочерние молекулы не м

страница 17
< 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
складочная 6 стр1
Коляска-трость Babylux Carita Charm 208S 4 кол
Swiss Military by Chrono Chronograph SM34052.01
диагностика системы кондиционирования автомобиля в климовске

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
(24.02.2017)