За репликация изисква физическото разделяне на основния двойно-верижни ДНК вериги

28.13. За репликация изисква физическото разделяне на родителските двойноверижна ДНК вериги

Ние вече видяхме, че кръговата двойноверижна ДНК се реплицира едновременно в двете посоки, така че два от вилката на репликацията движи по кръгова хромозомите един към друг. Сега, ако се помни, че двойната спирала на ДНК е плътно усукана структура и кодиране база намира във вътрешността на спиралата, става ясно, че реплициращи ДНК ензими могат да "четат" нуклеотидната последователност на родителски ДНК шаблон верига трябва да бъдат разделени чрез най-малко един къс участък. Дори ако бактериална ДНК е отрицателно суперкойлд, т. Е. леко развит, като движението на вилката на репликацията препраща това следва допълнително да разгадаят.

Развиване на двойната спирала и провеждане на двете вериги на разстояние една от друга, така че да може да се реплицира се извършва с помощта на няколко специфични протеини (фиг. 28-13). Ензимите, известни като хеликази (хеликаза, от дума спирала-спирала), се развива къси ДНК сегменти, които са непосредствено преди разклонението на репликация. се изисква енергия за ДНК развиване. На всяко разделяне базови двойки консумират енергия на хидролиза на две молекули АТР до ADP и фосфат. Тъй като само една малка част от ДНК се развива към всяка от разделените вериги твърдо присъедини няколко молекули на ДНК-свързващ протеин (DRC), които предотвратяват образуването на допълнителни двойки и обратни обединение вериги.

Фиг. 28-13. Схематично представяне на основните стъпки на ДНК репликация. Има известна несигурност по отношение на точното място на действие на ДНК гираза.

Поради тази ДНК нишка нуклеотидни последователности са на разположение на системата за репликация. ДНК полимераза може директно да се разшири водещата верига, добавяне на своите 3 'крайните нуклеотиди са нови. Други специфични протеини помагат примазен достъп до матрицата за веригата на задния. В резултат примазен е в състояние да се свързват към и изоставане верига синтезира РНК праймери за фрагментите Okazaki. Развиване на ДНК - един от най-интересните и в същото време най-сложните проблеми ДНК репликация.

Все още има много работа за вършене, преди да можем да разберем как една жива клетка решава механични и биохимична проблема. Фиг. 28-13 показва основните протеини, необходими за репликацията на ДНК.

Rapid развиване вериги родителска ДНК по време на репликация (4500 об / мин) генерира друг проблем, който е, че в отсъствието на специална шарнирно устройство цяло хромозома разположен преди разклонението на репликация, трябва да се върти със същата скорост. Смята се, че това помага да се избегне клетка панта ДНК (може би, точно преди разклона за репликация), чрез която се върти на високи сметки за скорост само за кратки участъци от ДНК. Това може да бъде постигнато чрез кратка почивка един от веригите на ДНК, които бързо и точно възстановени след една или повече завои. Кратки почивки и събиране, извършвани от ензими, наречени топоизомерази. В прокариоти, топоизомераза ДНК гираза (от английски език. Ротации). Този ензим не само позволява ДНК да се върти, но и активно се върти по посока на по-благоприятно на разнищването на веригите на матрични в областта на разклонението на репликация. Така гираза помага хеликази отпуснат ДНК за неговата репликация. Усукване на ДНК гираза и използване на конюгирано с този процес хидролизата на АТР до ADP и причиняват суперкойлд състояние хромозома. Чрез кръгова ДНК гираза всички бактериални клетки се поддържат в суперкойлд форма (фиг. 28-14).

Що за деление система отстранява пропуски в изоставащия верига, тя се движи по протежение на ДНК размножаващия. Две нови вериги са свързани с техните комплементарни вериги автоматично матрици, образувайки две дъщерни двойни спирали, всяка от които съдържа един родител и една баня новосинтезирания верига.

Фиг. 28-14. Получаване на отрицателен супернавита под действието на ДНК гираза. Необходими за този процес се освобождава енергия, в резултат на АТР хидролиза. ДНК гираза прави в една нишка ДНК сегмент. Чрез открити недостига изходите верижни интактни, след което прекъснатите краища на веригата са омрежени със същите ензими.

За да се образуват нови спирали не изисква провеждане на енергия, вложена или участие на всеки "усукване" на ензима.