Репликация DNA

Репликация DNA (воспроизведение генотипа) происходит по полуконсервативному механизму. Каждая нить двойной спирали выступает в роли матрицы для синтеза новой цепи. Следовательно, вновь образованные двухспиральные молекулы состоят из одной «новой» и одной «старой» цепи.

Полуконсервативный механизм репликации DNA

Субстратами синтеза являются дезоксинуклеозидтрифосфаты, выполняющие роль строительного материала и источников энергии. Для репликации DNA необходим большой набор разнообразных ферментов и белков - репликативный комплекс. Далее будет описана функция основных компонентов этого комплекса. Белки, раскручивающие спираль DNA, и белки, стабилизирующие разделенные нити DNA. В результате действия этих белков образуется репликативная вилка - участок DNA, в пределах которого спираль раскручена и разделена на отдельные цепи. DNA-полимераза обеспечивает включение в растущую «новую» цепь нуклеотидов комплементарных «старой», то есть матричной цепи. DNA-полимераза не способна начинать синтез новой цепи с ее первого нуклеотида. Она может удлинять уже имеющуюся цепь, поэтому для начала реакции требуется затравка (праймер), которая представляет собой короткий полинуклеотид, комплементарный матричной цепи DNA. Фермент присоединяется к матричной цепи DNA и к праймеру в области3’-концевого нуклеотида праймера. Перемещаясь по матрице в направлении ее 5’-конца, DNA-полимераза удлиняет затравку, присоединяя к ней один за другим нуклеотиды. Одноцепочечная затравка - праймер синтезируется при участии DNA- зависимой RNA-полимеразы (праймазы). Синтез новых цепей DNA может протекать только в направлении 5’ à 3’. Таким образом, на одной цепи DNA синтезируется непрерывно «лидирующая» цепь, а на другой образуются короткие фрагменты - «запаздывающая» цепь. Затем последовательность праймера удаляется и образовавшийся промежуток заполняется с помощьюDNA-полимеразы.

Репликация DNA

DNA-лигаза способна сшивать полученные короткие фрагменты, после чего формируется новая двухспиральная молекула DNA.