Помощничек
Главная | Обратная связь


Археология
Архитектура
Астрономия
Аудит
Биология
Ботаника
Бухгалтерский учёт
Войное дело
Генетика
География
Геология
Дизайн
Искусство
История
Кино
Кулинария
Культура
Литература
Математика
Медицина
Металлургия
Мифология
Музыка
Психология
Религия
Спорт
Строительство
Техника
Транспорт
Туризм
Усадьба
Физика
Фотография
Химия
Экология
Электричество
Электроника
Энергетика

Биосинтез ДНК. Общие определения



Калинин Виталий Леонидович. Репликация генома

 

СОДЕРЖАНИЕ

 

ГЛАВА 1. ДНК-полимеразы

Биосинтез ДНК. Общие определения

Бактериальные ДНК-полимеразы

ДНК-полимераза I E.coli

ДНК-полимераза II E.coli

ДНК-полимераза III E. coli

Эукариотические ДНК-полимеразы и ДНК-полимеразы археев

ДНК-полимераза a

ДНК-полимераза b

ДНК-полимераза g

ДНК-полимеразы d и e

ДНК-полимеразы археев

Скользящие зажимы ДНК-полимераз и их погрузчики

Скользящие зажимы – факторы процессивности ДНК-полимераз

Погрузчики скользящего зажима

Белки ААА+

g-Комплекс погрузчика зажима ДНК-полимеразы III E. coli

ЛИТЕРАТУРА

ГЛАВА 2. ВСПОМОГАТЕЛЬНЫЕ БЕЛКИ РЕПЛИКАЦИИ ДНК

ДНК-геликазы

Общая характеристика геликаз

Свойства репликативной ДНК-геликазы DnaB E. coli

ДНК-геликаза репликативной вилки у эукариотов

Механизм действия гексамерных ДНК-геликаз

Погрузка гексамерных ДНК-геликаз на ДНК

Cопряжение гидролиза НТФ с транслокацией по онДНК

Расплетание днДНК

Белки, связывающие однонитевую ДНК

Праймазы

ДНК-лигазы

ДНК-топоизомеразы

ЛИТЕРАТУРА

ГЛАВА 3. Инициация репликации хромосомной ДНК

3.1. Инициация репликации хромосомы E. coli

Белок-инициатор DnaA

Минимальная область начала репликации oriC y E.coli

Этапы инициации репликации на ОНР oriC

Регуляция инициации репликации хромосомы E. coli

3.2. Инициация репликации у дрожжей Saccharomyces cerevisiae

Области начала репликации (ОНР) ARS и комплекс узнавания ОНР (ORC)

Этапы пути инициации репликации на ОНР у дрожжей

Инициация репликации у высших эукариотов

Белковые компоненты и путь инициации репликации

Проблема существования областей начала репликации у высших эукариотов

Регуляция инициации репликации в эукариотических клетках

ЛИТЕРАТУРА

 

 

ГЛАВА 1. ДНК-полимеразы

 

Биосинтез ДНК. Общие определения

 

ДНК, служащая первичным носителем генетической информации, является линейным или кольцевым гетерополимером, состоящим из 4 дезоксирибонуклеотидов (dA, dT, dG и dC), соединенных (3’®5’)-фосфодиэфирными связями. ДНК чаще всего находится в форме двойной спирали Крика-Уотсона (даунитевая двунитевая ДНК, или днДНК), в которой две нити спарены друг с другом водородными связями с соблюдением правила комплементарности (остатки А спарены с Т, а остатки G c C). Лишь у некоторых фагов и эукариотических вирусов геномная ДНК может находиться в однонитевом состоянии. Однако участки однонитевой онДНК (бреши) могут возникать в процессах репарации и рекомбинации в днДНК.

Под биосинтезом ДНК в широком смысле слова понимается ферментативное удлинение нити ДНК хотя бы на один нуклеотидный остаток с использованием в качестве субстратов дезоксирибонуклеотид-5’-трифосфатов (5’-дНТФ). Соединение друг с другом сегментов нити онДНК, катализируемое ДНК-лигазами, также вызывает удлинение нити, но не сопровождается синтезом ДНК de novo. Синтез нитей ДНК идет в направлении от 5’-конца к 3’-концу, т.е. добавление каждого нового нуклеотида увеличивает длину вновь синтезируемой нити на один остаток со стороны 3’-конца (рис. 1.1, А).

Синтез ДНК катализируется ферментами, относящимися к общему классу нуклеотидилтрансфераз, которые вызывают перенос нуклеотида на акцепторную ОН-группу. Большинство ферментов, катализирующих биосинтез ДНК, являются матричными ферментами: они копируют исходный «родительский» полинуклеотид (матрицу) с образованием комплементарной матрице нити вновь синтезированной ДНК. Исключение составляют терминальные дезоксинуклеотидилтрансферазы, нематричным образом присоединяющие нуклеотид к 3’-концу даже изолированной онДНК. Ферменты, использующие в качестве матрицы нить ДНК, называются ДНК-полимеразами. Ферменты, использующие для синтеза нити ДНК матрицу РНК, называются РНК-зависимыми ДНК-полимеразами, или обратными транскриптазами. Обратные транскриптазы используются для синтеза ДНК ретровирусами и параретровирусами и подвижными ретроэлементами в геномах преимущественно эукариотов. К обратным транскриптазам относится и теломераза, участвующая в сохранение терминальных областей линейных эукариотических хромосом (см. гл. 00). Все эти полимеразы во время синтеза ДНК перемещаются по матричной нити полинуклеотидов в направлении 3’®5’. Важной характеристикой ферментов синтеза ДНК является процессивность – способность фермента последовательно осуществлять многие каталитические акты без отрыва от матрицы после каждого из них. Степень процессивности определяется числом нуклеотидных остатков, включенных в растущую цепь за всю серию таких непрерывных актов полимеризации. Полимеразы, отрывающиеся от матрицы после каждого акта включения нуклеотида в растущую цепь, называются дистрибутивными.

Механизм реакции полимеризации нуклеиновых кислот является общим для всех ДНК-полимераз, обратных транскриптаз и РНК-полимераз и состоит в нуклеофильном атаке замещении типа SN2 b,g-пирофосфатной части 5’-(д)НТФ 3’-атомом кислорода 3’-концевого остатка РНК или ДНК (рис. 1.1, А). В результате этой реакции новый остаток (д)НМФ присоединяется к 3’-концу цепи и освобождается неорганический пирофосфат PPi. В промежуточном (переходном) состоянии в этой реакции атом Р a-фосфатной группы НТФ имеет пентаковалентную конфигурацию (рис. 1В). Он расположен в центре треугольной бипирамиды, в экваториальной плоскости, в которой находится треугольник атомов О a-фосфатной группы, а в апикальных положениях - 3’-атом О- растущей цепи ДНК и атом O a,b-связи дНТФ. Образование такой структуры обеспечивается 2 катионами Mg2+. Атом КатионА. А понижает рКa у 3’-ОН-группы и превращает ее в группу 3’-O-, а также стабилизирует угол 90o между связью 3’-O- - P и экваториальной плоскостью. Катион В также стабилизирует геометрию переходного состояния и способствует уходу пирофосфатного продукта. Оба катиона Mg2+ координационно связаны с карбоксильными группами остатков асп или глу в полимеразе.

Выравнивание первичных аминокислотных последовательностей, предсказанных на основании данных секвенирования структурных генов, позволил разбить все известные ДНК-полимеразы на 6 больших гомологических семейств гомологии. Четыре Три из этих семейств содержат как прокариотические, так и эукариотические ДНК-полимеразы. Семейство С встречается только у эубактерий, семейство D – только у архееев и семейство Х


A. ДНК дНТФ

 

 

5’ Bn-1 O CH2     H O 3’ | + HO-P=O | O 5’| Bn O CH2 H OH 3’
OH | g HO-P=O | O | b HO-P=O | O | a HO-P=O | O | Bn+1 O CH2 5’     H OH 3’

 

5’ Bn-1 O CH2     H O 3’ | HO-P=O | O Bn O CH2 + PPi
 
 


H O

|

a HO-P=O

5’ |

Bs+1 О

|

O CH2

|

H OH 3’

 

 

B.

Рис. 1.1.

А. Элементарная стадия в процессе роста цепи ДНК, катализируемой ДНК-полимеразами и обратными транскриптазами (Bn-1, Bn и Bn+1 – основания n-1, n и n+1, считая с 5’-конца растущей линейной нити ДНК).

В. Промежуточное (переходное) состояние в механизме ДНК-полимеразной реакции, катализируемой двумя катионами Mg2+ (нумерация остатков аспарагиновой кислоты D для ДНК-полимеразы I Escherichia coli)

 


связывания двух катионов 2-валентныхТаблица 1.1




©2015 studopedya.ru Все права принадлежат авторам размещенных материалов.