Ферменты биосинтеза ДНК. Прокариоты

БИОСИНТЕЗ ДНК (РЕПЛИКАЦИЯ)

БИОСИНТЕЗ НУКЛЕИНОВЫХ КИСЛОТ

МАТРИЧНЫЕ БИОСИНТЕЗЫ

Биосинтез нуклеиновых кислот протекает только при наличии всех четырех видов дезоксирибонуклеозидтрифосфатов (синтез ДНК) или рибонуклеозидтрифосфатов (синтез РНК). Биосинтез идет при каталитическом воздействии ферментов — ДНК- или РНК-полимераз. Необходимо наличие затравки в виде готового полинуклеотида, который играет роль матрицы. Это обеспечивает биосинтез нуклеиновых кислот со строго заданной последовательностью нуклеотидных остатков в молекуле.

Общая схема биосинтеза ДНК (А. Корнберг, 1958): двойная спираль ДНК раскручивается, цепи расходятся. Одинарные цепи ДНК служат матрицей для синтеза новых цепей. В результате получаются две двухцепочечные молекулы ДНК, идентичные исходной молекуле. Последовательность нуклеотидов новых цепей определяется правилом комплементарности оснований и последовательностью нуклеотидов имеющейся цепи. Синтез ДНК называется репликацей.

Гомологическая репликация – бесконечное повторение процесса удвоения числа молекул путем прямого копирования их структуры.

За выдающийся вклад в решение проблем биосинтеза ДНК и РНК А. Корнберг и С. Очоа были удостоены Нобелевской премии в 1959 г.

Хеликаза – раскручивает двойную спираль ДНК в репликационной вилке.

РНК-полимераза (праймаза) катализирует синтез олигорибонуклеотида (от 10 до 60 нуклеотидов), т. е. праймера, с которого начинается синтез ДНК.

Праймасома - комплекс, включающий около 20 полипептидов. Участвует в формировании специфической вторичной структуры ДНК, подходящей для узнавания праймазой.

ДНК-полимераза I катализирует отщепление праймера, удаление ошибочно присоединенных нуклеотидных остатков и заполнение образующихся пробелов (ДНК-полимеразная активность).

ДНК-полимераза II достраиваете поврежденные участки в молекуле ДНК, т. е. осуществляет репарацию ДНК.

ДНК-полимераза III катализирует синтез ведущей (лидирующей) и отстающей цепей ДНК при репликации.

ДНК-лигаза соединяет две цепи ДНК или замыкает два конца одной цепи в процессе репликации либо репарации.

Топоизомеразы создают или уничтожают суперспирализацию путем сшивания образующихся разрывов или разрезания ДНК.

ДНК-полимеразы эукариот – α, β, γ, d, ε.

В репликации ДНК участвуют два главных типа полимераз - α и d. ДНК-полимераза d катализирует синтез ведущей цепи ДНК, а ДНК-полимераза-α - отстающей цепи ДНК, являясь составной частью праймасомы. Ни одна из ДНК-полимераз эукариот, в отличие от прокариот, не обладает нуклеазной активностью.

ДНК-полимераза γ реплицирует митохондриальную ДНК.

ДНК-полимераза ε в ряде случаев заменяет ДНК-полимеразу d.

ДНК-лигаза устраняет разрывы в одной из цепей ДНК, замыкает линейную молекулы ДНК в кольцевую структуру.

Дата добавления: 2015-03-29