Молекулярные механизмы генетических процессов. Избранные лекции по курсу "Генетика с основами селекции". Буторина А.К - 23 стр.

                                  23
выступать в качестве одного из механизмов активации онкогенов в про-
цессе развития опухоли, сомаклональной изменчивости клеток и тканей в
условиях культуры in vitro и др.
      Репликация катализируется полиферментным комплексом, связан-
ным с ДНК в виде реплисомы. Благодаря слаженному взаимодействию
всех ферментов, составляющих комплекс, репликация происходит с фанта-
стической скоростью: 1000 нуклеотидов в сек у прокариот и 100 – у эука-
риот (из-за их связи с белками гистонами).

          1.3.1.4. Механизм репликации ДНК. Репликационная вилка
       Рассмотрим, как происходит репликация линейной молекулы ДНК.
       Для того чтобы каждая из двух цепей ДНК стала матрицей для син-
теза новой цепи, необходимо, чтобы нити ДНК расправились, или релак-
сировали. Ферменты класса топоизомераз (ДНК-гираза) удаляют супер-
витки спирали.
       Началом репликации служит разворачивание дуплексной ДНК при
катализе ферментом геликазой. Постепенное расплетение молекулы ДНК
происходит при разрыве водородных связей между пуринами и пиримиди-
нами. Образующаяся одноцепочечная ДНК сразу же “защищается ” от де-
градации связыванием белков SSB. Благодаря действию этих белков на
ДНК (белки предотвращают обратное воссоединение комплементарных
пар оснований) образуется участок локальной денатурации и две вилки, в
которых в дальнейшем происходит репликация. Причем, как показали
электронномикроскопические исследования, репликация начинается не с
конца линейной молекулы, а в виде “глазков” по длине молекулы.
       Возникающие однонитевые участки становятся матрицами для при-
тяжения из цитоплазмы комплементарных нуклеотидов. Поскольку нити
двойной спирали ДНК антипараллельны, в репликационной вилке присут-
ствуют 5′ и 3′-концы. Однако синтез ДНК может идти только в направле-
нии от 5′ к 3′-концу. На одной цепи, получившей название лидирующей,
синтез ДНК идет непрерывно в направлении 5′→ 3′. Но не сразу удалось
понять, как же синтезируется другая цепь, названная отстающей. Разгадать
эту загадку удалось японскому ученому Р. Оказаки, проследившему за
судьбой вновь синтезированной ДНК, получившей очень короткую метку
радиоактивности. Метка поступала в ДНК, имеющую вид коротких фраг-
ментов - фрагментов Оказаки. Длина фрагментов у прокариот составляет
1000-2000 нуклеотидов, у эукариот – 100-200 нуклеотидов. Таким образом
была доказана прерывистая репликация ДНК на отстающей цепи. Дочер-
няя цепь на ней синтезируется в виде коротких фрагментов с обычной
5′→ 3′ полярностью при их последующем объединении, обеспечивающим
рост отстающей цепи. Схема репликации представлена на рисунке 7.
       Синтез дочерних цепей направляется ДНК-полимеразой. В клетках
E. coli обнаружено 3 типа ДНК-полимераз: I, II и III. Основным ферментом
при синтезе новой нити ДНК является ДНК-полимераза III. Однако она не
способна инициировать синтез дочерних полинуклеотидных цепей. Эту