Слайд 2
Цели и задачи лекции:
создать представление о репликации как
базовом процессе для репродукции на всех прочих уровнях организации
Жизни;
познакомить с основными звеньями и принципами работы репликационного аппарата эукариотической клетки.
Слайд 3
Репликационный аппарат клетки
Способность к самокопированию (репликации) – одно
из основных свойств живого
Слайд 4
1927 г., доклад на 3-м Всесоюзном съезде зоологов,
анатомов, гистологов
«…признаки, передаваемые по наследству, определяются линейным расположением мономеров
в полимерных молекулах».
Слайд 5
Скорость репликации достигает 500 нукл./сек. у бактерий и
50 нукл./сек. у млекопитающих
Репликационный аппарат клетки
Слайд 6
Репликационный аппарат клетки
На реплицирующихся хромосомах имеется особая четко
отграниченная область, названная из-за своей Y–образной формы «репликационной вилкой».
Слайд 7
Стандартная схема репликации не учитывает ряд
важных моментов, связанных с работой аппарата репликации
Репликационный аппарат клетки
Слайд 8
Репликационный аппарат клетки
Репликация осуществляется по матричному принципу, причем
роль матрицы играет «материнская» молекула ДНК
Слайд 9
Принципы репликации:
Комплементарность
Полуконсервативность
Слайд 10
Репликон - единица репликации. Это - фрагмент ДНК
от точки начала репликации до точки ее окончания.
Репликационный
аппарат клетки
Слайд 11
Репликационный аппарат клетки
Эволюционная схема происхождения ядра принадлежит профессору
А.Н.Мосолову
Слайд 12
Репликационный аппарат клетки
Кольцевые молекулы ДНК прокариотов представляют собой
один репликон, а эукариотические хромосомы – полирепликонные комплексы
Слайд 13
Полирепликонность хромосом – основа дифференциальной окраски,
т.к. в различных репликонах процесс заканчивается в разное время.
Репликационный
аппарат клетки
Слайд 14
Представленная схема более соответствует действительности
Репликационный аппарат
клетки
Слайд 15
Репликационный аппарат клетки
ДНК-полимераза синтезирует ДНК только в одном
направлении: от 5'- конца к 3'-концу, перемещаясь вдоль ДНК-матрицы
в направлении 3'->5'.
Слайд 16
Инициаторные белки присоединяются к специфическим последовательностям ДНК в
точках начала репликации и способствуют образованию репликационной вилки
Репликационный аппарат
клетки
Слайд 17
Точки начала репликации - специфические нуклеотидные последовательности размером
около 300 нуклеотидов.
Репликационный аппарат клетки
Слайд 18
В начале репликации с помощью фермента
геликазы двойная спираль ДНК расплетается в отдельных зонах
Репликационный аппарат
клетки
Слайд 19
Репликационный глазок - небольшой участок, где цепи ДНК
отделились друг от друга и были использованы в качестве
матрицы.
Репликационный аппарат клетки
Слайд 20
Дестабилизирующие белки
выпрямляют данный участок
ДНК
Репликационный аппарат клетки
Слайд 21
ДНК-топоизомеразы
устраняют проблему супервитков
Репликационный аппарат клетки
Слайд 22
Репликационный аппарат клетки
Репликация асимметрична, т.е. одна цепь синтезируемой
ДНК лидирующая, а другая – отстающая.
Слайд 23
Фрагменты Оказаки - имеют размер от 1000 до
2000 нуклеотидов (бактерии) и от 100 до 200 нуклеотидов
(эукариоты).
Репликационный аппарат клетки
Слайд 24
Один фрагмент Оказаки синтезируется приблизительно
за 4 секунды
Репликационный
аппарат клетки
Слайд 25
ДНК-полимераза - основной фермент репликации - способна только
добавлять новые нуклеотиды к уже имеющимся на 3' конце
Репликационный
аппарат клетки
Слайд 26
Репликационный аппарат клетки
Праймер — короткая нуклеотидная РНК-овая последовательность,
комплементарно связанная с однонитевой ДНК; с его 3′-конца ДНК-полимераза
начинает наращивать цепь.
Слайд 27
РНК-праймаза синтезирует праймеры
(РНК-затравки)
Репликационный аппарат клетки
Слайд 28
У эукариот праймеры состоят приблизительно из 10 нуклеотидов
Репликационный
аппарат клетки
Слайд 29
Репликационный аппарат клетки
Для лидирующей цепи достаточно одного праймера,
а для отстающей их нужно множество.
Слайд 30
ДНК-лигаза
удаляет РНК-затравку и сшивает фрагменты Оказаки
в
единую цепь
Репликационный аппарат клетки
Слайд 31
Процесс репликации ДНК требует совместного действия многих ферментов,
среди которых:
Репликационный аппарат клетки
Слайд 32
Репликационный аппарат клетки
Инициаторные белки
ДНК-геликаза
Дестабилизирующие белки
ДНК-топоизомераза
РНК-праймаза
ДНК-полимераза
ДНК-лигаза и фермент, разрушающий
РНК-затравки
Слайд 33
Репликационный аппарат клетки
База соответствует одной паре
нуклеотидов
Слайд 34
Репликационный аппарат клетки
При репликации ошибки возникают
с частотой 1:106 баз
Слайд 35
Репликационный аппарат клетки
Системы репарации (исправления повреждений) обнаруживают органную
специфичность.
Слайд 36
Репликационный аппарат клетки
Белок р53 играет роль «сторожа клеточного
генома», т.е. блокирует переход из фазы G1 клеточного цикла
в S-период
Слайд 37
Репликационный аппарат клетки
Мутация локуса р53 приводит к возникновению
злокачественных новообразований