Репликация ДНК

1.

Репликация ДНК
Анимированная презентация
Биология и химия: проблемы и решения: https://vk.com/club90182650

2.

Okazaki
Примечание: ДНК-
Ведущая и отстающая нити
полимераза III – так
обозначается одна из
ДНК-полимераз у
кишечной палочки.
Ограниченные возможности
ДНК-полимеразы III
может только достраивать
на 3’-конце
5
3
5
3
5
3
5
лигаза
растущая
3
репликационная
вилка
5
5
отстающая цепь
отстающая цепь
3
Отстающая цепь
Фрагменты Оказаки
соединяются лигазой
“точечная сварка”
3
5
3
ДНК-полимераза III
Лидирующая цепь
непрерывный синтез

3.

Репликационная вилка / Репликационный глазок
3
5
5
3
ДНК-полимераза III
лидирующая цепь
5
3
3
5
3
5
5
5
3
отстающая цепь
5
3
5
3
отстающая цепь
5
5
растущая
репликационная
вилка
лидирующая цепь
3
растущая
репликационная
вилка
лидирующая цепь
3
отстающая цепь
5 5
5
5
5
3

4.

Начало синтеза ДНК: РНК-затравка
ДНК-полимераза III:
может только достраивать к 3 -концу
существующей цепи ДНК
5
3
3
5
5
3
3
5
5
растущая
3
репликационная
вилка
ДНК-полимераза III
праймаза
РНК
РНК-затравка
строится праймазой
Служит как стартовая
последовательность для ДНКполимеразы III
5
3

5.

Смещение РНК-праймеров с ДНК
ДНК-полимераза I
Удаляет участки РНК и
замещает их ДНКнуклеотидами
ДНК-полимераза I
5
3
3
5
5
лигаза
растущая
3
репликационная
вилка
РНК
5
3
Однако ДНК-полимераза I лишь
может достраивать на 3 -конце
существующей нити ДНК

6.

Укорачивание хромосом
Все ДНК-полимеразы
могут только добавлять к
3 -концу существующей
нити ДНК
У нас проблемы!
ДНК-полимераза I
5
3
3
5
5
растущая
3
репликационная
вилка
ДНК-полимераза III
РНК
5
3
Потеря оснований на 5 -концах при
репликации, делающее хромосомы короче,
ограничивает число делений?
Примечание: ДНК-полимераза I
– так обозначается одна из ДНКполимераз у кишечной палочки.

7.

Теломеры
Повторяющиеся, некодирующие
последовательности на конце хромосомы =
защитные колпачки
Позволяют осуществлять до ~50 клеточных
делений
5
3
3
5
5
3
растущая
репликационная
вилка
теломераза
5
Теломераза
фермет, удлиняющий теломеры
может добавлять нуклеотиды на 5 -конце
высокоактивна в стволовых и раковых клетках --
Почему?
TTAAGGG TTAAGGG 3

8.

Репликационная вилка
ДНК-полимераза III
отстающая цепь
ДНК-полимераза I
5’
3’
лигаза
праймаза
Фрагменты
Оказаки
5’
3’
5’
SSB
3’
геликаза
ДНКполимерза III
5’
3’
лидирующая цепь
направление репликации
SSB = single-stranded binding proteins

9.

ДНК-полимеразы
• ДНК-полимераза III
• 1000 нуклеотидов/секунду!
• главный строитель ДНК
Роджер Корнберг
2006
• ДНК-полимераза I
• 20 нуклеотидов/секунду
• редактиворвание, репарация и удаление праймеров
ДНК-полимераза III
Артур Корнберг
1959