Структура и функции нуклеиновых кислот. Репликация ДНК

(Ф. Мишер)

1889 г. – введение термина «нуклеиновая кислота» (Р. Альтман)

1910-1940

гг – изучение первичной структуры ДНК (Ф. Ливен; А. Тодд)

- О. Эвери, К. Маклеод и М. Маккарти доказали, что

ДНК является носителем генетической информации



1952 г. - А. Херши и М. Чейз подтвердили роль ДНК (эксперимент с бактериофагом Т2)

РНК
дезоксирибонуклеиновая рибонуклеиновая
кислота кислота

РНК

соединенных ковалентными 3’-,5’- фосфодиэфирными связями.

+ G] = [T + C]

[A + T] ≠ [G

+ C]

г.)

Это две антипараллельные, комплементарные полинуклеотидные цепи, соединенные

водородными связями, закрученные в спираль относительно друг друга и воображаемой оси.

3,4 нм (10 пар нуклеотидов)
2
нм

– кольцевая двухцепочечная молекулы.

входят в состав рибосом.
тРНК переносят аминокислоты к месту синтеза белка;

распознают кодоны на мРНК.
мяРНК участвуют в сплайсинге.
микроРНК, siРНК регулируют активность генов.
праймеры участвуют в репликации
теломеразная РНК входит в состав фермента теломеразы
вирусные РНК – носители наследственной информации РНК-содержащих вирусов

L-форма

ДНК) (М. Мезелсон, Ф. Сталь, 1958 г.; А. Корнберг, 1959

г.)

состоящий из 250-300 п.н.)

+ инициаторный белок (Dna A) распознает Ori-сайт

и осуществляет первичное расплетание ДНК-матрицы

+ Геликаза (Dna B/Dna С) - АТФ-зависимый фермент, расплетающий двойную спираль

+ Топоизомеразы I, II, снимающие топологическое напряжение разрезанием нити ДНК

+ SSB-белки, связывающиеся с однонитевыми участками ДНК-матрицы и препятствующие восстановлению двойной спирали

(С-конец полипептидной цепи, или фрагмент Кленова)
5’-экзонуклеаза (N-конец полипептидной цепи)
Процессивность низкая

ДНК-полимераза

III (основной фермент репликации)
полимераза
3’-экзонуклеаза

Структура ДНКП III:
2 каталитических комплекса из 3-х субъединиц
2 зажима (клэмпа), удерживающих фермент на ДНК-матрице
2 димеризующие субъединицы, скрепляющие фермент
Клэмп-лоудер из 5 белков, прикрепляющий зажим

ДНК-полимеразы II, IV и V (участвуют в репарации)

могут осуществлять синтез de novo (с нуля).

Синтезируют ДНК только

в направлении 5’ 3’.

III синтезирует ведущую цепь и фрагменты Оказаки.

ДНК-полимераза I удаляет праймер

и заполняет брешь.

ДНК-лигаза сшивает фрагменты Оказаки.

низкая.

ДНКП β – фермент репарации.

ДНКП δ синтезирует ведущую цепь и

фрагменты Оказаки.

ДНКП ε участвует в синтезе отстающей цепи.

ДНКП ζ возможно участвует в репарации.

ДНКП γ реплицирует митохондриальный геном.

монорепликонные).
Длина фрагментов Оказаки – 100-200 н.п. (у прокариот – 1000-2000

н.п.).
Скорость репликации 50 н./сек. (у прокариот – 500-1000 н./сек).
Удаление праймеров осуществляет РНКаза Н.
Репликация осуществляется в S-периоде митотического цикла.
Наличие в хромосомах теломер, решающее проблему недорепликации линейных молекул.

TTAGGG

Теломераза – фермент, удлиняющий теломерную последовательность (Оловников А.М., 1971 г.;

К. Грейдер, Э. Блэкберн, 1985 г.).
Содержит РНК (451 нуклеотид) и обратную транскриптазу.