Инициация репликации, Ori-последовательность.

Репликация ДНК начинается в определенном месте. Репликация от точки начала может происходить в одном направлении или в 2х направлениях. Бактериальная хромосома имеет одну точку – начало репликации. Представляет собой единицу репликации. Иначе говоря, бактериальная хромосома предназначена одним репликоном. ДНК-эукариот имеют множество точек начала репликации. Она имеет полирепликонную репликации. Продолжается до тех пор пока репликационные вилки 2х соседних точек – начала репликации не сойдутся. Размеры репликонов и скорость движения репликационной вилки и скорость движения у эукариот значительно меньше чем у эукариот.

Репликация начинается с образования РНК- праймеров, состоящих из 10 – 200 пар нуклеотидов ДНК. Изомераза -топо раскручивает ДНК, а хеликазы ее окончательно разрывают водородные связи между цепочками.

Образовавшаяся структура получила название репликационной вилки, постепенно движется от ДНК от стартовой точки до точки окончательного движения ДНК – полимераз, связано с двумя процессами: считыванием информации, синтезом новой цепи, которая происходит в разных напралениях от 3'-5', синтез 5'-3'. ДНК – полимераза может считывать информацию только в направлении 5'-3', то в каждой репликационной вилке она может постоянно непрерывно строить одну (лидирующую) новую цепь молекулы ДНК. Другая дочерняя цепь отстающая по мере распелетения материнской молекулы синтезируется отдельными короткими участками по 100-200 нуклеотидов (фрагменты оказаки). Под действием ДНК полимеразы движутся в противоположном направлении. Эти короткие участки вновь синтезированыполинуклеотидной цепи, одного репликона, сшиваются ферментом лигазы. Такой принцип синтеза новых цепей ДНК называется прерывистым, участки дочерних молекул ДНК Синтезирующие соседним репликоном, сшиваются лигазой.

Модель работы димерной полимеразы («модель тромбона»)

Известно, что ключевые белки репликации тесно ассоциированы и формируют репликационную машину (реплисому) с определенным расположением цепей ДНК и ферментов. Отстающаяся цепь изгибается на так, что ед ДНК-полимераза III комплексирует c ДНК-полимеразой III-лидирующей цепи. Этот изгиб подводит 3'-конец уже синтезированного фрагмента Оказаки к участку, в котором начинается синтез нового фрагмента Оказаки. ДНК-полимераза III на отстающей цепи используется вновь и вновь, продвигается вместе с вилкой, т.о. ДНК синтезируется одинаково эффективно на обоих матричных цепях.

Терминация репликации

Терминация репликации происходит после удвоения кольцевой молекулы ДНК.

Терминация репликации у E. coli

Встреча двух репликативных вилок в конце цикла репликации бактериальной хромосомы сопровождается несколькими событиями, которые необходимы для полного разделения двух образовавшихся бактериальных хромосом до деления клетки. Движение репликативных вилок навстречу друг другу сопровождается гомологичной рекомбинацией между дочерними хроматидами. В том случае, если количество произошедших рекомбинаций нечетное, образуется димер бактериальной хромосомы, тогда как при четном числе рекомбинаций - две катенированные (зацепленные друг за друга) хромосомы. Во втором случае разделение катенанов с помощью топоизомеразы IV приводит к полному разделению дочерних хромосом, тогда как в случае димера бактериальной хромосомы этого недостаточно. Разделение димера с образованием мономеров происходит в результате сайт-специфической рекомбинации в локусе dif под действием резольвазы (сайт-специфической рекомбиназы).