Лекція № 9. РЕПЛІКАЦІЯ ДНК

1. Реплікон.

2. ДНК-полімераза.

2.1. Структура ДНК-полімерази й полімеразна реакція.

2.2. Редагування помилок.

2.3. Особливості ДНК-полімерази в порівнянні з РНК-полімеразою.

3. Реплісома та інші елементи системи реплікації.

3.1. Геліказа й білки SSB.

3.2. Синтез ланцюга, що запізнюється.

3.3. Голофермент ДНК-полімерази.

3.4. Топологічні проблеми, пов’язані з реплікацією.

4. Ініціація реплікації в бактерій.

5. Особливості еукаріотичної системи реплікації.

5.1. Еукаріотичні ДНК-полімерази.

5.2. Ініціація реплікації в еукаріотів.

5.3. Структурні зміни хроматину під час реплікації.

5.4. Подовження кінців еукаріотичної хромосоми.

6. Репарація ДНК.

6.1. Пряма репарація.

6.2. Ексцизійна репарація.

6.3. Репарація некомплементарних пар основ – місметчів.

6.4. Репарація без репарації.

6.5. Репарація дволанцюгових розривів.

Процес подвоєння ДНК – реплікація (replication) – забезпечує відтворення спадкової інформації та передачу її до дочірніх клітин при мітозі й мейозі. Синтез ДНК відбувається при реплікації з використанням обох полінуклеотидних ланцюгів як матриць – за так званим напівконсервативним механізмом: дві дочірні молекули копії містять один материнський ланцюг (що слугував матрицею) і один ланцюг, синтезований de novo. Включення нуклеотидів до ланцюга, що синтезується, детермінується матрицею за принципом комплементарності. Такий механізм реплікації став зрозумілим відразу після того, як Уотсоном і Кріком була сформульована модель подвійної спіралі ДНК.

Зростання ланцюга ДНК відбувається в напрямку від 5′- до3′-кінця. Субстратами реакції є 3′-кінцева ОН-група дезоксирибози зростаючого ланцюга та дезоксирибонуклеозидтрифосфати (dNTP). Фермент, що каталізує цю реакцію – ДНК-залежна-ДНК-полімераза (DNA dependent DNA Polymerase, DNAP). Синтез ДНК за подібними механізмами здійснюється також при репарації пошкоджень і деяких інших процесах.

Молекулярні механізми реплікації є спільними для всіх живих організмів. На початку ми розглянемо в основному бактеріальну систему реплікації. Далі – особливості реплікації в еукаріотів, а також процеси синтезу ДНК при репарації.