Молекулярная биотехнология. Принципы и применение - Глик Б., Пастернак Дж. 2002

Основы молекулярной биотехнологии
ДНК, РНК и синтез белка
Репликация

Согласно модели Уотсона-Крика, каждая цепь ДНК служит матрицей при синтезе новой комплементарной цепи, а последовательность ochoваний в синтезируемой (растущей) цепи задается последовательностью комплементарных оснований цепи-матрицы. Каждая мономерная единица, присоединяющаяся к растущей цепи, находится в форме дезоксирибонуклеозид-5'-трифосфата (рис. 3.5); фосфатная группа, связанная с 5'-углеродным атомом дезоксирибози, обозначается буквой а, к ней присоединены ß-фосфат и далее — у-фосфат. В ходе репликации ß- и у-фосфатные группы отщепляются в виде пирофосфата, а а-фосфатная группа связывается с 3’ - ОН-группой последнего нуклеотида растущей цепи (рис. 3.6). Синтез ДНК как у про-, так и у эукариот осуществляется при участии множества разных ферментов. Основную роль играет ДНК-полимераза, которая последовательно присоединяет новые звенья к растущей полинуклеотидной цепи в соответствии с принципом комплиментарности и катализирует образование фосфодиэфирных связей.

Рис. 3.5. Структурная формула дезоксирибонуклеозидтрифосфата. Фосфатные группы обозначаются буквами, а, ß, и у. а-Фосфат связан с 5'-атомом углерода дезоксирибози и при репликации участвует в образовании фосфодиэфирной связи; ß- и у-фосфатные группы отщепляются в виде пирофосфата.

Рис. 3.6. Репликация ДНК. А. Спаривание очередного дезоксирибонуклеозидтрифосфата с комплементарным основанием ДНК-матрицы.

У бактерий репликация ДНК начинается в особой точке молекулы, которая называется точкой начала (или сайтом иниципции) репликации (ori, от англ. origin). В ДНК эукариот имеется несколько таких сайтов, и репликация может начинаться в каждом из них. Образующиеся при этом сегменты эукариотической ДНК сшиваются друг с другом с помощью особых ферментов. Кроме того, у эукариот есть специальный фермент теломераза, который достраивает концы (теломеры) хромосом.