21.10
Репликация ДНК происходит путем синтеза новых нитей ДНК с использованием существующих цепей в качестве матрицы. Каждая из двух новых двойных спиралей содержит исходную нить-матрицу и вновь синтезированную дочернюю нить, поэтому этот процесс известен как полуконсервативная репликация. Чтобы начать репликацию, фермент геликаза раскручивает спираль ДНК и разрывает водородные связи между двумя нитями.
Затем он разделяет отдельные нити, образуя Y-образную структуру известную как репликационная вилка, где к нитям-матрицам могут получить доступ дополнительные ферменты. Другой фермент, праймаза добавляет короткие фрагменты РНК, называемые праймерами, на каждую нить матрицы. Эти праймеры необходимы для синтеза ДНК, поскольку ДНК-полимераза может только добавлять нуклеотиды к существующей нити.
ДНК-полимераза присоединяется к растущим дочерним нитям обеих нитей ДНК-матрицы. Добавление нуклеотидов регулируется последовательностью исходной нити ДНК в соответствии с правилами спаривания ДНК. Синтез одной из дочерних нитей, ведущей, происходит в направлении движения репликационной вилки.
Другая нить, отстающая, синтезируется в противоположном направлении. Это приводит к тому, что ведущая нить синтезируется как непрерывный полимер, тогда как отстающая нить синтезируется как короткие фрагменты. Это происходит потому, что ДНК может быть синтезирована только в направлении от 5'до 3'Перед добавлением к растущему полимеру нуклеотиды существуют в виде дезоксирибонуклеозидтрифосфатов с тремя фосфатами, присоединенными пятому атому углерода на сахаре.
Этот свободный нуклеотидтрифосфат реагирует с 3'гидроксильными группами. Это ОН, который присоединен к третьему углероду сахара в конце растущей нити. Реакция вызывает высвобождение пирофосфата и образование фосфодиэфирной связи между двумя нуклеотидами.
После синтеза новых нитей, РНКазы Н или дополнительных вариантов ДНК-полимеразы удаляют праймеры и синтезируют ДНК на их месте. Затем промежутки между фрагментами закрываются ДНК-лигазой для создания непрерывной нити. Добавление нуклеотидов продолжается до тех пор, пока две вилки репликации не встретятся друг с другом, что приведет к завершению репликации.
Репликация ДНК включает в себя разделение двух нитей двойной спирали, каждая из которых служит шаблоном, из которого копируется новая дополнительная н…
Авторские права © 2026 MyJoVE Corporation. Все права защищены.