Репликация молекулы ДНК

Строение ДНК

ДНК-это полимер, мономерами являются нуклеотиды. Различают 4 нуклеотида. Каждый нуклеотид состоит из азотистого основания, сахара – дезоксирибоза и остатка фосфорной кислоты. Азотистое основания – это производные мурина (адеин и гуанин) и пиримид (тимин и цитозин). В 1953 году Уотсон и Крик построили модель строения ДНК. Согласно их модели молекулы ДНК состоит из цепи молекул дизоксирибозы соединенных между собой фосфатными остатками. В каждой молекуле сахара присоединено одно из оснований (А, Т, Г, Ц). Вторая цепь ДНК аналогичная, но основания в ней расположены, так что напротив адеина стоит тимин, а напротив цитозина гуанин. Такая способность к избирательному расположению нуклеотидов называется комплементарностью. Три структуры ДНК:

1) Первичная – это последовательность дизоксирибонуклиатидов которые составляют полинуклиатидную цепь обладающую постоянством и специфичностью для каждого вида. Первичная структура ДНК характерна для вирусов.

2) Вторичная структура ДНК (впервые была предложена Криком и Уотсоном) между двумя цепями образуются водородные связи. Двухспиральная, антипараллельная. Между адеином и тимином – двойная вородная связь. Между гуанином и цитозином – тройная водородная связь. Правозакрученную спираль представляют. А и. В форма. Z – Закрученная спираль.

3) На некоторых участках двойная спираль ДНК может подвергаться дальнейшей спирализации с образованием супер спиралей или открытой кольцевой формы. Такая структура обеспечивает экономную упаковку молекулы ДНК в хромосоме.

В 1905 году Э. Чаргафф количественно проанализировал нуклиатидный состав ДНК. Он обнаружил, что число пуриновых оснований ДНК всегда равно число пиримидиновых. Это означает что количество тимина равно количество адеина, а цитозина всегда гуанина.

Репликация происходит в синтетический период. Процесс репликации протекает одновременно на двух комплементарных нитях. При участии ферментов репликация осуществляется дискретно. Единица длинны ДНК, в которой происходит индивидуальные А-репликации, называется репликоном. Двухцепосочная ДНК раскручивается, рвутся водородные связи между азотистыми основаниями комплиментарных цепей и цепочки расходятся (участок молекулы ДНК в том месте, где начали расплетаться комплиминтарные нити называется вилкой репликации. В молекуле ДНК эукариот бывает несколько стартовых точек. У прокариот плазмин митохондрий и пластид она образуется в одной определенной генетической фиксированной точки. У эукариот на каждой комплиментарной нити ДНК процесс репликации идет не одинаково т.к. они не параллельны, поэтому одну из нитей называют «лидирующей», а другая «запаздывающей». «Лидирующая» нить синтезируется от 5 штрих конца к 3 штрих концу при помощи ферментов ДНК полимераза. В виде сплошной комплиментарной нити. Синтез запаздывающей нити протекает сложнее с участием комплекса ферментов. На реплики образуются новые дочерние нити ДНК. Соединение, которых осуществляет фермент лигаза. Эти отрезки новые нити ДНК содержат у эукариот 100-200 нуклеотидов. У прокариот от 1000-2000 нуклеотидов. Такой синтез называется полуконсервативный. Репликация кольцевых молекул ДНК протекают по типу катающего обруча. Кроме полуконсервативного способа репликации было предложено еще 2 гипотезы:

1) Консервативный метод – родительская ДНК полностью сохраняются, а дочерние полностью синтезируются заново.

2) Дисперсионный метод – обе дочерние молекулы ДНК синтезируются заново, а родительская распадается на нуклеотиды, которые могут входить, а могут не входить в дочернею.

Репарация генетических повреждений – свойство живых организмов восстанавливать повреждения, возникающие в ДНК в результате воздействия разнообразных мутагенных факторов. Репоративный синтез идет под действием четырех ферментов

1) Эндонуклеазы – которые все проверяют

2) Экзонуклеаза – которые «надкусывает» участок

3) ДНК полимераза – достраивают, штопают брешь.

4) Лигаза – сшивает