рефераты конспекты курсовые дипломные лекции шпоры

Реферат Курсовая Конспект

Механизм и энзимология репликации ДНК.

Механизм и энзимология репликации ДНК. - раздел Науковедение, Генетика как наука Как Ген Воспроизводится: Репликация Днк Репликация - Это Матричный П...

Как ген воспроизводится: репликация ДНК

Репликация - это матричный процесс, лежащий в основе воспроизведения генетической информации и последующей пере­дачи её следующему поколению клеток в процессе деления (мито­за).

Структура молекулы ДНК - двойная спираль, основанная на водородных связях между комплементарными нуклеотидными основаниями - дает возможность точного воспроизводства, реп­ликации молекул на своей же основе. Никакая другая органиче­ская молекула к этому не способна.

Матрицей являются обе спирали ДНК, продуктами матрич­ного синтеза - комплементарные им новые спирали.

Репликация в основном происходит в период S-интерфазы, но некоторые участки ДНК (район центромеры, например) имеют более растянутый во времени процесс, вплоть до начала профазы митоза.

Из трех имеющихся гипотез о принципе механизма репли­кации (Дельбрюк, Стент, 1957) наиболее распространенным в жи­вом мире оказался полуконсервативный механизм репликации. Именно так представляли этот процесс Дж.Уотсон и Ф.Крик (1953г.)

Суть его в том, что молекула ДНК разделяется продольно с помощью ферментов на две спирали и по мере их отделения про­исходит присоединение к освободившимся нуклеотидам свобод­ных, имеющихся в кариоплазме нуклеотидов. В результате каждая спираль достраивается снова до двойной, а вместо одной молеку­лы ДНК получается две, совершенно идентичных. Таким образом, хромосома становится двухроматидной.

Две другие гипотезы принципа репликации: консерватив­ная (исходная молекула ДНК - матрица для образования совер­шенно новой другой двухцепочечной молекулы) и дисперсион­ная (распад исходной ДНК на фрагменты, их репликация и по­следующее соединение) оказались маловероятными и, возможно, встречаются лишь у некоторых вирусов, как исключение.

Полуконсервативный механизм репликации ДНК, доказан­ный М.Мезельсоном и Ф.Сталем (1957), оказался универсальным для воспроизведения генетического материала и показал справед­ливость модели структуры ДНК, описанной Дж.Уотсоном и Ф.Криком.

Процесс репликации протекает весьма сходно в клетках пpo­ll эукариот, однако имеются несущественные особенности, из ко­торых можно выделить следующие:

□ У прокариот хромосома представлена одним репликоном, т.е. имеет одну начальную точку, или вилку редупликации. У эука­риот хромосомы разделены на отдельные участки - репликоны, т.е. вилок редупликации может быть достаточно много.

□ Скорость репликации у прокариот выше, чем у зукариот. Так, у E.coli скорость репликации 1500-3000 п.н./сек, а у эукариот в среднем 160-300 п.н./сек. Одна из причин этого: ДНК прокариот не связана с гистонами, как у эукариот.

Энзимология репликации Механизм репликации ДНК требует участия в нем многих ферментов, так как нужно обеспечить разделение комплементар­ных цепей ДНК, закрученных одна вокруг другой, а также собрать из свободных нуклеотидов две новые спирали.

В разделении цепей ДНК участвуют ферменты, относящиеся к классу топоизомераз. Один из таких ферментов - топоизомераза II или гираза переводит ДНК в состояние отрицательной сверх- спирализации. Это необходимо для того, чтобы снять положи­тельные сверхвитки, возникающие при раскручивании двойной спирали. Затем другая топоизомераза - хеликаза - раскручивает эту сверхспираль, происходит "плавление" ДНК или разъединение спиралей. Процессы АТФ-зависимы, т.е. требуют затрат энергии. Особые белки удерживают однонитевые участки ДНК, обеспечи­вая возможность репликации.Синтез новых цепей может происходить только в направлении 5'-~>3', поэтому только одна из разъединенных цепей может синтезироваться не­прерывно. Это будет цепь 3' .5", и её называют лидирующей.

Другая цепь, 5'..... 3', называется отстающей и синтезируется

только в виде фрагментов из 100-200 нуклеотидов (фрагменты Оказаки).

Синтез как на лидирующей цепи, так и на фрагментах Оказа- ки начнется с синтеза короткого участка РНК (10-60 нуклеотидов) при участии РНК-полимеразы-праймазы. Этот участок, называе­мый РНК-затравкой или праймером. затем удаляется как с 5' кон­ца модифицирующей цепи, так и с 5'-концов фрагментов Оказаки с помощью фермента ДНК-полимеразы I, действующей как 3'—>5' экзонуклеаза. У эукариот эту роль, вероятно, выполняет ДНК- полимераза р.

Основную работу по синтезу новых цепей ДНК выполняет фермент ДНК-полимераза III у прокариот, а у эукариот ДНК- полимераза а. ДНК-полимера за I (или р ■■ у эукариот), после уда~ ления праймеров заполняет получившиеся однонитевые бреши комплементарными нуклеотидами, а также выполняет корректор­ские функции: исправляет ошибки, допущенные ДНК- полимеразой III, удаляя неправильно поставленные нуклеотиды и заменяя их нужными.

Еще один класс ферментов - ДНК-лигазы осуществляют со­единение фрагментов Оказаки, формируя целостную систему. У эукариот выделяют также ДНК-полимеразу-у, которая, видимо, участвует в репликации мтДНК.

 

– Конец работы –

Эта тема принадлежит разделу:

Генетика как наука

Митоз это способ деления эукариотических клеток при котором каждая из двух образующихся клеток получает генетический материал идентичный... Клеточный цикл... Период жизни клетки от одного деления до другого или от деле ния клетки до ее смерти называют клеточным циклом Этот...

Если Вам нужно дополнительный материал на эту тему, или Вы не нашли то, что искали, рекомендуем воспользоваться поиском по нашей базе работ: Механизм и энзимология репликации ДНК.

Что будем делать с полученным материалом:

Если этот материал оказался полезным ля Вас, Вы можете сохранить его на свою страничку в социальных сетях:

Все темы данного раздела:

Генетика как наука
  Генетика возникла в связи с разведением домашних животных и возделыванием растений, а также с развитием медицины. С тех пор как человек стал применять скрещивание животных и растени

Генетический аппарат прокариотов
Прокариоты – это организмы, в клетках которых отсутствует оформленное ядро. Функции ядра выполняет нуклеоид (то есть «подобный ядру»); в отличие от ядра, нуклеоид не имеет собственной оболочки.

Генетический аппарат вирусов и фагов
Вирусы — это внеклеточная форма жизни, обладающая соб­ственным геномом и способная к воспроизведению только в клет­ках живых организмов. Вирион (или вирусная частица) состоит из одной или

Генетический аппарат эукариотической клетки
Ядро эукариотических клеток Термин «ядро» впервые был применен Брауном в 1833 г. для обозначения шаровидных постоянных структур в клетках растений. Ядерный аппарат эукариотических

Химический состав, морфология и ультраструктура хромосом на различных стадиях клеточного цикла
Способность хроматина воспринимать основные (щелочные) красители указывает на его кислотные свойства, которые определяются тем, что в состав хроматина входит ДНК в комплексе с белками. Такими же св

Гаметогенез-развитие мужских и женских гамет
Сперматогенез включает четыре стадии, краткая характеристика которых дана ниже. 1. Стадия размножения, начавшаяся в конце 3-го начале - 4-го месяца эмбрионального периода, приостанавливает

Закономерности моногибридного скрещивания. Законы и правила Менделя. Понятия о генах, аллелях, генотипе и фенотипе.
Мендель начал свои исследования закономерностей наследования с моногибридного скрещивания. Он достиг успеха в своих экспериментах благодаря использованию гибридологического метода — скрещивания орг

Наследование при полимерном взаимодействии генов, кумулятивная и некумулятивная полимерия. Плейотропное действие генов.
Полимери́я — взаимодействие неаллельных множественных генов, однонаправленно влияющих на развитие одного и того же признака; степень проявления признака зависит от количества генов. Полимерные

Генетика пола. Типы хромосомного определения пола. Половые признаки. Половой хроматин. Переопределение пола в онтогенезе.
Пол — это совокупность признаков и свойств организма, определяющих его участие в размножении. Пол чаще всего определяется в момент оплодотворения, то есть в определении пола главную роль и

Наследование признаков, сцепленных с полом.
Сюда относится те признаки гены которых лежат в половых хромосомах. Различают 3 типа сцепления с полом: 1 – половое сцепление с полом. Сюда относится те признаки гены которых лежа

Типы кроссинговера.
В зависимости от типа клеток, в которых происходит кроссинговер. - мейотический - происходит в профазу первого деления мейоза, при образовании половых клеток. - митотич

Искусственный (индуцированный) мутагенез.
Искусственно полученные мутантные формы являются ценным материалом для селекции, поскольку в контролируемых условиях можно получить мутации, встречающиеся в природе очень редко или вообще не обнару

Загрязнение гидросферы
происходит прежде всего в результанте сброса в реки, озера и моря промышленных, сельскохозяйственных и бытовых сточных вод.Согласно расчетам ученых, в конце XX в. для разбавления сточных вод может

Проблема радиоактивного загрязнения биосферы
возникла в 1945 г. После взрыва атомных бомб, сброшенных на японские города. Испытания ядерного оружия, производимые до 1962г. в атмосфере, вызвали глобальное радиоактивное загрязнение. При взрыве

Микроорганизмы объекты молекулярной генетики
Генетика микроорганизмов раздел общей генетики в котором объектом исследования служат бактерии, микроскопические грибы, актинофаги, вирусы животных и растений, бактериофаги и др. микроорга

Цитоплазматическое наследование, его особенности
воспроизведение в ряду поколений признаков, контролируемых нуклеиновыми к-тами клеточных органоидов — митохондрий, хлоропластов и, возможно, др. внехромосомными элементами. Характерно для нек-рых х

Генетика онтогенеза. Регуляция работы генов как механизм дифференциации клеток. Возможные механизмы канцерогенеза.
Онтогенезом называется индивидуальное развитие особи (Э. Геккель, 1866). Онтогенез растений и животных состоит из качественно различных периодов: эмбриогенез, юность, зрелость и старость.

Хотите получать на электронную почту самые свежие новости?
Education Insider Sample
Подпишитесь на Нашу рассылку
Наша политика приватности обеспечивает 100% безопасность и анонимность Ваших E-Mail
Реклама
Соответствующий теме материал
  • Похожее
  • Популярное
  • Облако тегов
  • Здесь
  • Временно
  • Пусто
Теги