Синтез ланцюга, що запізнюється

Лідируючий ланцюг при ініціації реплікації, а кожен фрагмент Оказакі під час реплікації, мають розпочинатися з РНК-праймера. Його синтез здійснює праймаза (білок DnaG E. coli). Праймаза рекрутується до основи реплікативної вилки геліказою (їхній комплекс називають праймосомою), робота праймази стимулюється геліказою та SSB білками. Розпочинаючи від основи реплікативної вилки, праймаза, яка має низьку процесивність, синтезує праймер – фрагмент РНК довжиною ~12 нуклеотидів (рис. 12). Після цього ДНК-полімераза ІІІ, подовжуючи 3′-кінець праймера, починає синтезувати решту фрагмента Оказакі, а праймаза (та сама чи інша) знову зв’язується з геліказою і згодом розпочинає синтез наступного праймера.

Рис. 12. Робота праймази та ДНКполімерази Іпід час руху реплікативної вилки.

На відміну від ДНК-полімерази, праймаза може з однаковим успіхом включати до праймера як дезоксирибоз- так і рибонуклеотиди. Праймер є фрагментом саме РНК просто тому, що внутрішньоклітинна концентрація рибонуклеозидтрифосфатів є вищою.

Зрозуміло, що РНК-праймер на початку кожного фрагмента Оказакі має бути замінений на відповідну послідовність ДНК. Цю роботу виконує ДНК-полімераза І (рис. 12): за рахунок своєї 5′-екзонуклеазної активності полімераза видаляє праймер і одночасно, використовуючи 3′-кінець попереднього фрагмента Оказакі, подовжує його, заповнюючи прогалину. Після здійснення останньої операції між двома фрагментами Оказакі залишається одноланцюговий розрив (рис. 12, 13) – ДНК-полімераза не може його зшити, оскільки здатна тільки переносити нуклеотиди з NTP на 3′-кінцеву ОН-групу. Утворення фосфодіефірного зв’язку між сусідніми фрагментами Оказакі, яке потребує джерела енергії, здійснюється в АТР-залежній реакції, яка каталізується лігазою (ligase).

Схему роботи лігази показано на рис. 13. До активного центру ферменту, ковалентно приєднуючись до аміногрупи Lys, переноситься АМР з молекули АТР. Далі АМР приєднується до 5′-кінцевого фосфату в місці розриву (своєрідна активація, що нагадує активацію амінокислоти АРС-азою. Видалення АМР супроводжується утворенням фосфодіефірного зв’язку.

Рис. 13. Схема роботи лігази.