Молекулярные механизмы генетических процессов. Избранные лекции по курсу "Генетика с основами селекции". Буторина А.К - 20 стр.

                                   20
– лишь “машины для выживания”, запрограммированные на сохранение
эгоистических молекул, известных под названием генов. Для репликации
ДНК требуется участие множества белков. Эти белки, как и все другие, за-
кодированы в последовательности ДНК. Таким образом, возникает важ-
нейшая для жизни “петля обратной связи”. ДНК направляет синтез бел-
ков, которые синтезируют (реплицируют) ДНК.

            1.3.1.1. Полуконсервативный способ репликации ДНК
       Предположение о том, что репликация ДНК осуществляется по по-
луконсервативному типу (т.е. новая молекула представлена одной роди-
тельской и одной вновь синтезированной цепями) было высказано еще
Уотсоном и Криком – авторами пространственной модели структуры ДНК
в 1953 г. Первые доказательства полуконсервативной репликации были
получены в 1957г. в опытах М. Мезельсона и Ф. Сталя.
       Для мечения вновь синтезируемых молекул ДНК была использована
утяжеляющая метка – изотоп азота 15N. Для этого авторы выращивали
бактерии E. coli в течение нескольких делений на минимальной среде с
единственным источником азота 15NH4Cl (хлорид аммония). Вся ДНК ста-
новилась равномерно помеченной 15N и имела более высокую плотность,
чем ДНК с 14N. Образцы с тяжелой и легкой ДНК легко разделялись при
центрифугировании в градиенте плотности хлорида цезия (CsCl), образуя в
УФ длиной волны 260 нм 2 зоны поглощения. Если бактерии, выращенные
на среде с 15N, переносили в среду с 14N и давали поделиться лишь один
раз, то экстрагированная из них ДНК давала только одну зону поглощения
в УФ - промежуточную. Это исключало консервативный механизм репли-
кации, при котором новые молекулы не содержат материала родительской
ДНК.
       Если бактериям давали делиться на обычной среде (с 14N) дважды, то
появлялся пик легкой ДНК и сохранялся пик промежуточной, не исчезаю-
щий при последующих делениях.
       Процесс репликации ДНК у про- и эукариот различается тем, что
хромосома бактерий представляет собой один репликон. Репликон – авто-
номная единица репликации, в пределах которой она начинается и закан-
чивается. Хромосома же эукариот полирепликонна и содержит сотни реп-
ликонов. В геноме дрожжей их около 500, дрозофилы – 3500, человека –
37000. В результате огромные молекулы ДНК в хромосомах эукариот ус-
певают полностью реплицироваться за время одного клеточного цикла.
Кроме того, репликация ДНК у эукариот осуществляется на определенной
стадии клеточного цикла - в интерфазе, в S-период подготовки клеток к
делению. В каждом репликоне присутствуют необходимые для реплика-
ции контролирующие элементы: точка инициации – ориджин = origin (ori)
и точка окончания terminalis. Участок хромосомы, в котором цепи роди-
тельской двухцепочечной ДНК расходятся, чтобы могла произойти репли-
кация, называется репликационной вилкой.