Основы молекулярной биологии - В.И. Резяпкин 2009

Репликация
Репликация хромосом у эукариот

У эукариот обнаружено несколько ДНК-полимераз: ДНК-полимераза а; ДНК-полимераза ß; ДНК-полимераза δ; ДНК-полимераза ε; ДНК-полимераза у; ДНК-полимераза ζ. В репликации ДНК принимают участие ДНК-полимеразы а, ß, δ, ε.

ДНК-полимераза а образует прочный комплекс с праймазой. Этот комплекс способен инициировать синтез ДНК de novo. Вначале праймаза комплекса синтезирует РНК-затравки длиной около 10 нуклеотидов, затем ДНК-полимераза начинает синтез ДНК. У ДНК-полимеразы а 3'→5'-экзонуклеазная активность как правило отсутствует.

ДНК-полимераза ß принимает участие в процессинге фрагментов Оказаки и репарации ядерной ДНК.

ДНК-полимераза δ обладает полимеразной и 3' → 5'-экзонуклеазной активностями.

ДНК-полимераза ε обладает полимеразной и 3' → 5'-экзонуклеазной активностями.

ДНК-полимераза у обеспечивает репликацию и репарацию митохондриальной ДНК, она кодируется ядерным геномом.

ДНК-полимераза ζ обладает полимеразной и 3' → 5'-экзонуклеазной активностями, осуществляет синтез ДНК при SOS-репарации.

Скорость синтеза ДНК у эукариот приблизительно на порядок ниже, чем у прокариот и составляет около 50 нуклеотидов в секунду.

Схема процесса репликации ДНК эукариот представлена на рис. 2.12.

Рис. 2.12. Репликация ДНК эукариот

Размер фрагментов Оказаки у эукариот меньше, чем у прокариот и составляет около 100 нуклеотидов. Инициация репликации у эукариот происходит на многочисленных точках начала репликации. Например, у млекопитающих точки начала репликации располагаются на расстоянии ~ 100 тыс. н.п. друг от друга. Синтез ДНК в репликонах происходит в двух направлениям (рис. 2.13). Наличие многочисленных репликонов у эукариот связано с большими размерами ДНК и более низкой активностью ДНК-полимераз. Полирепликонная организация ДНК требует, чтобы в каждом цикле клеточного деления каждый репликатор «сработал» только один раз.

Рис. 2.13. Синтез ДНК в репликонах

Продвижение репликативной вилки прекращается при столкновении с другой вилкой или при достижении конца хромосомы. Таким образом, в результате репликации образуются две дочерние молекулы ДНК, являющиеся точными копиями материнской. Причем каждая дочерняя молекула ДНК состоит из одной материнской и одной дочерней цепей ДНК. Такой тип репликации является полуконсервативным. Образовавшиеся молекулы ДНК в результате митоза распределяются между дочерними клетками. Репликация обеспечивает воспроизведение генотипов в ряду поколений.