Репликация

Живые организмы в течение S-фазы клеточного цикла, которая предшествует де­лению клетки, удваивают содержание ДНК таким образом, что каждая дочерняя клетка после де­ления получает ДНК, идентичную родительской клетке. Процесс удвоения ДНК называют репли­кацией. При репликации каждая цепь родительской ДНК служит матрицей для синтеза новой комплементарной цепи. Причем матрица воспроизводится на всем ее протяжении. Вновь синтезированная ДНК имеет одну исходную (родительскую) и одну вновь синтезированную (дочернюю) цепь (рис.5). Субстратами для синтеза дочерней цепи служат дезоксиНТФ, для репликации необходимы ферменты: топоизомераза, хеликаза, праймаза, ДНК-полимераза, ДНК-лигаза. Поскольку ДНК в клетке находится в суперспирализованном состоянии, а матрицей служат одиночные цепи, то сна­чала необходимо подготовить матрицу. Это делают ферменты топоизомераза и хеликаза. Топо­изомераза раскручивает суперспираль, освобождает ее от белков и превращает в дуплекс. Хели­каза превращает дуплекс в одиночные цепи. В синтезе дочерней цепи участвует ДНК-полимераза, но она может лишь удлинять уже существующие цепи. Поэтому сначала при участии праймазы образуется «затравка» или праймер, представляющий небольшой фрагмент РНК, к которому ДНК-полимераза по принципу комплементарности начинает пришивать дезоксиНМФ, строя дочернюю цепь. Синтез дочерней цепи начинается с 5`- конца. При этом одна дочерняя цепь синтезируется непрерывно, а другая в виде фрагментов, которые затем сшивает ДНК-лигаза.

Рис.5. Механизм репликации ДНК.