Waiting
Login processing...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove

13.6: Ауторепликация в эукариотах
СОДЕРЖАНИЕ

JoVE Core
Biology

A subscription to JoVE is required to view this content.

Education
Replication in Eukaryotes
 
ТРАНСКРИПТ

13.6: Ауторепликация в эукариотах

Обзор

В эукариотических клетках репликация ДНК хорошо сохраняется и жестко регулируется. Несколько линейных хромосом должны быть дублированы с высокой точностью перед делением клеток, так что есть много белков, которые заполняют специализированные роли в процессе репликации. Репликация происходит в три фазы: инициация, удлинение и прекращение, и заканчивается двумя полными наборами хромосом в ядре.

Многие белки управляют репликацией с самого начала

Репликация эукариот следует многим из тех же принципов, что и репликация прокариотической ДНК, но поскольку геном намного больше, а хромосомы являются линейными, а не кольцевыми, для этого процесса требуется больше белков и есть несколько ключевых отличий. Репликация происходит одновременно в нескольких точках репликации вдоль каждой хромосомы. Белки-инициаторы распознают источник и связываются с ним, рекрутируя геликазу для раскручивания двойной спирали ДНК. В каждой точке происхождения формируются две вилки репликации. Затем примаза добавляет короткие праймеры РНК к одиночным цепям ДНК, которые служат отправной точкой для связывания ДНК-полимеразы и начала копирования последовательности. ДНК можно синтезировать только в 5 & rsquo; до 3 & Rsquo; направление, поэтому репликация обеих цепей из одной репликационной вилки происходит в двух разных направлениях. Ведущая цепь синтезируется непрерывно, в то время как отстающая цепь синтезируется короткими отрезками длиной 100-200 пар оснований, называемыми фрагментами Окадзаки. Как только основная часть репликации завершена, ферменты РНКазы удаляют праймеры РНК, а ДНК-лигаза присоединяет любые пробелы в новой цепи.

Разделение работы по репликации между полимеразами

Нагрузка копирования ДНК в эукариот делится между несколькими различными типами ферментов полимеразы ДНК. Основные семьи полимераз ДНК во всех организмах классифицируются по сходств их белковых структур и аминокислотных последовательностей. Первые семьи, которые будут обнаружены, были определены A, B, C и X, с семьями Y и D определены позже. Семья B полимеразы в эукариоты включают Пол Кью, который также функционирует как примаза на вилке репликации, и Пол и З, ферменты, которые делают большую часть работы репликации ДНК на ведущих и отстающих нитей шаблона, соответственно. Другие полимеразы ДНК отвечают за такие задачи, как восстановление повреждения ДНК, копирование митохондриальной и пластидной ДНК, а также заполнение пробелов в последовательности ДНК на отстающей нити после удаления РНК-праймеров.

Теломеры защищают концы хромосом от деградации

Поскольку хромосомы эукариот линейны, они подвержены деградации на концах. Чтобы защитить важную генетическую информацию от повреждений, концы хромосом содержат множество некодирующих повторов высококонсервативной G-богатой ДНК: теломеры. Короткий однониточный 3 & Rsquo; выступы на каждом конце хромосомы взаимодействуют со специализированными белками, которые стабилизируют хромосому в ядре. Из-за того, как синтезируется отстающая цепь, небольшое количество теломерной ДНК не может реплицироваться при каждом делении клетки. В результате теломеры постепенно укорачиваются в течение многих клеточных циклов, и их можно измерить как маркер клеточного старения. Определенные популяции клеток, такие как половые клетки и стволовые клетки, экспрессируют теломеразу, фермент, удлиняющий теломеры, позволяя клетке пройти больше клеточных циклов, прежде чем теломеры укорачиваются.


Литература для дополнительного чтения

Tags

Replication Eukaryotes Prokaryotic Factors Eukaryotic DNA Duplication Origin Of Replication Recognition Complex Helicase DNA Strands Bubble Forks Primase RNA Primers DNA Polymerase Leading Strand Lagging Strand Okazaki Fragments DNA Template Origins Of Replication Linear Eukaryotic Chromosome Replication Termination Spheres Coalescence Primers Removal DNA Swapping DNA Ligase End Primer Disappearance Uncopied Stretch Of DNA Template, Telomerase Non-coding DNA Sequence

Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

Waiting X
Simple Hit Counter