Репликация ДНК. Элонгация репликации ДНК. (Лекция 4)

1.

КАФЕДРА МОЛЕКУЛЯРНОЙ БИОТЕХНОЛОГИИ
Дисциплина: Основы биохимии и молекулярной биологии. Часть II
Лекция 4
ДНК:
РЕПЛИКАЦИЯ
© Виноходов Д. О., 2005-2014

2.

Инициация репликации ДНК
ori
Origin-сайт – сайт начала репликации.
ori
Присоединение геликазы:

3.

ATP
ADP
Образование репликационного «глазка»:
Присоединение праймазы и образование праймосомы:
3'
5'

4.

Синтез праймера:
5'
5'
3'
OH
O
OH
O
P
OH
OH
O
O
O
P
P
O
OH
OH
P
O
O
O
P
OH
O
A
CH2
O
O
OH
O
O
O
P
P
OH
P
OH
OH
O
O
O
OH
+
OH
O
OH
O
A
CH2
P
OH
O
O
U
CH2
O
OH
OH
P
OH
O
U
CH2
O
OH
OH

5.

Образование репликационной «вилки»,
начало синтеза лидирующей цепи:
5'
3'
5'
5'
DNA-pol III
3'

6.

OH
O
P
O
OH
P
OH
O
O
O
P
A
CH2
OH
O
O
O
P
OH
O
O
O
OH
OH
O
O
A
CH2
P
+
T
CH2
O
O
P
OH
O
T
CH2
O
OH
OH

7.

Образование «шпилек»:

8.

Предотвращение образования «шпилек» с помощью SSB-белков:

9.

Начало синтеза отстающей цепи:
5'
5'
3'
3'
5'
5'
3'

10.

Завершение формирования репликационной «вилки»
и стадии инициации:
5'
3'
5'
5'
3'
3'
5'
3'

11.

Элонгация репликации ДНК
Синтез фрагментов Оказаки на отстающей цепи:
5'
3'
5'
5'
3'

12.

Репликационная «машина» - реплисома:
лидирующая
цепь
фактор
процессивности
DNA-pol III
матрица
лидирующей
цепи
праймаза
геликаза
SSB-белки
матрица
отстающей
цепи
загрузчик
фактора
процессивности
праймер
фрагмент
Оказаки
DNA-pol III
отстающая
цепи

13.

Удаление праймеров на отстающей цепи:
5'
DNA-pol I
3'
3'
5'

14.

Лигирование фрагментов Оказаки:
3’HO p5’
-N-N-N-N-N N-N-N-N-N- 3’
3’ -N-N-N-N-N-N-N-N-N-N- 5’
5’
Стадии лигирования:
а) Аденилирование фермента

15.

б) Перенесение AMP на 5'p-конец полинуклеотидной цепи в месте
разрыва и образование пирофосфатной связи
3’HO p5’
-N-N-N-N-N N-N-N-N-N- 3’
3’ -N-N-N-N-N-N-N-N-N-N- 5’
5’
3’HO ADP
-N-N-N-N-N N-N-N-N-N- 3’
3’ -N-N-N-N-N-N-N-N-N-N- 5’
5’
+ ATP
- 2 H3PO4

16.

O
P
O
OH
O
O
O
OH
O
OH
P
C
CH2
OH
O
OH
O
C
CH2
P
HO
OH
O
T
CH2
A
O
O
O
OH
OH
P
O
O
P
O
O
CH2
CH2
OH
T
O
O

17.

в) Восстановление фосфодиэфирной связи
3’HO ADP
-N-N-N-N-N N-N-N-N-N- 3’
3’ -N-N-N-N-N-N-N-N-N-N- 5’
5’
-N-N-N-N-N-N-N-N-N-N- 3’
3’ -N-N-N-N-N-N-N-N-N-N- 5’
5’
- AMP

18.

O
P
OH
O
C
CH2
O
P
OH
O
O
C
CH2
O
OH
O
O
HO
A
O
P
O
O
O
P
O
O
CH2
CH2
P
OH
O
OH
T
T
CH2
O
O
O
OH
OH
O

19.

Ошибки при спаривании азотистых оснований:
H
H
N
N
H
N
O
N
H
O
H
N
N
N
N
N
N
H
H
N
H
O
N
N
N
H
N
H
C
G
C*
A
N

20.

Самокоррекция ДНК-полимераз:
3'
C*
A
3'
5'
C
3'
3'
A
5'
C3' 3'
3'
A
A
5'
5'
5'
5'

21.

Предотвращение спутывания двойной цепи ДНК топоизомеразами:
Топоизомераза I

22.

Топоизомераза II

23.

Завершение репликации ДНК

24.

Разнообразие процессов репликации ДНК
Репликация митохондриальной ДНК:
ori
R
ori
D
ori
R
ori
D
ori
R
ori
D

25.

Репликация по механизму катящегося кольца:
3' 5'
3'
5'
3' 5'
3'
5'