Инициация репликации

Репликация.

Репликация ДНК — это процесс синтеза дочерней молекулы дезоксирибонуклеиновой кислоты на матрице родительской молекулы ДНК.
Принципы репликации:
1)комплементарность
2)полуконсервативность.
Хромосома содержит одну непрерывную двухцепочечную молекулу ДНК. При репликации каждая цепь родительской двухцепочечной ДНК служит матрицей для синтеза новой комплементарной цепи. Вновь образованная двойная спираль имеет одну исходную (родительскую) и одну вновь синтезированную (дочернюю) цепь.
Репликацию можно разделить на 4 этапа:
1)образование репликативной вилки (инициация)
2) синтез новых цепей (элонгация),
3) исключение праймеров
4) завершение синтеза двух дочерних цепей ДНК (терминация)

Процесс репликации ДНК требует совместного действия многих ферментов, среди которых:
Инициаторные белки
ДНК-геликаза
Дестабилизирующие белки
ДНК-топоизомераза
РНК-праймаза
ДНК-полимераза
ДНК-лигаза и фермент, разрушающий РНК-затравки

Синтез ДНК у эукариотов происходит в S-фазу клеточного цикла. Инициацию репликации регулируют специфические сигнальные белковые молекулы - факторы роста. Факторы роста связываются рецепторами мембран клеток, которые передают сигнал, побуждающий клетку к началу репликации.

Инициация репликации.

Синтез новых одноцепочечных молекул ДНК может произойти только при расхождении родительских цепей. Разрыв водородных связей в двухцепочечной молекуле ДНК осуществляет ДНК-геликаза. Фермент ДНК-геликаза использует энергию АТФ для расплетения двойной спирали ДНК.

В результате происходит раскручивание участка суперспирализованной молекулы ДНК. В поддержании этого участка ДНК в раскрученном состоянии участвуют SSB-белки (от англ, single strand binding proteins, т.е. белки, связывающиеся с одноцепочечными нитями ДНК). SSB-белки, не закрывая азотистых оснований, связываются с одноцепочечной ДНК по всей длине разделившихся цепей и таким образом предотвращают их комплементарное скручивание и образование "шпилек". Они обладают большим сродством к одноцепочечным участкам ДНК, независимо от первичной структуры цепей.

В определённом сайте (точка начала репликации) происходит локальная денатурация ДНК, цепи расходятся и образуются две репликативные вилки, движущиеся в противоположных направлениях.

В образовании репликативной вилки принимает участие ряд белков и ферментов. Так, семейство ДНК-топоизомераз (I, II и III), обладая нуклеазной активностью, участвует в регуляции суперспирализации ДНК. Например, ДНК-топоизомераза I разрывает фосфоэфирную связь в одной из цепей двойной спирали и ковалентно присоединяется к 5'-концу в точке разрыва. По окончании формирования репликативной вилки фермент ликвидирует разрыв в цепи и отделяется от ДНК.