ЧАСТЬ VI. ХРАНЕНИЕ И РЕАЛИЗАЦИЯ ГЕНЕТИЧЕСКОЙ ИНФОРМАЦИИ. ГЛАВА 19. ОСНОВНЫЕ ПРИНЦИПЫ РЕПЛИКАЦИИ И РЕПАРАЦИИ ДНК У ЭУКАРИОТ

Вопросы по теме

• Понятие о матричных биосинтезах.

• Репликация ДНК.

• Процесс репарации ДНК.

• Патология репарации и ее последствия.

ОБЩИЕ ПРИНЦИПЫ РЕПЛИКАЦИИ ДНК У ЭУКАРИОТ

Каждый раз в процессе деления клетки происходит удвоение молекул ДНК. Этот процесс получил название репликации (от позднелат. replicatio - повторение). В клетках эукариот репликация приурочена к S-фазе клеточного цикла (от англ. Synthetic phase - фаза синтеза), которой предшествует 01-фаза (от англ. Gap in DNA synthesis - промежуток в синтезе ДНК).

Репликация ДНК происходит полуконсервативным способом. В процессе репликации две материнские цепи разъединяются, и каждая из них является матрицей для синтеза новой цепи, которую называют дочерней. В результате каждая новая двойная спираль содержит одну материнскую и одну дочернюю цепь (рис. 19-1).

В основе процесса репликации лежит комплементарность пар азотистых оснований, стабилизированных водородными связями (А=Т и Г=Ц), поэтому последовательность азотистых оснований материнской цепи определяет последовательность оснований в дочерней цепи.

Репликация начинается в определенной точке, называемой точкой начала репликации. В клетках эукариот одновременно возникает много (до тысячи и более) таких точек, в каждой из которых образуются две репликационные вилки, движущиеся в противоположных направлениях (рис. 19-2).

Рис. 19-1. Полуконсервативная репликация материнской молекулы ДНК, из которой образуются две молекулы, каждая из которых содержит по одной материнской и дочерней (новосинтезированной) цепи (схема)

Рис. 19-2. Образование репликационных вилок в эукариотической ДНК (схема)

РАСПЛЕТАНИЕ ДВОЙНОЙ СПИРАЛИ ДНК

Разъединение цепей ДНК осуществляет фермент хеликаза. Поскольку размеры молекулы ДНК очень велики, то ее концы не могут свободно вращаться. Именно поэтому разделение цепей в репликационной вилке сопровождается суперспирализацией (сжатием) двойной спирали ДНК перед репликационной вилкой (рис. 19-3). Это препятствует дальнейшему расплетанию ДНК и, в конце концов, может привести к остановке репликации.