Biokhimia_T3_Strayer_L_1984 (1123304), страница 11
Текст из файла (страница 11)
Этотсинтез осуществляется путем нуклеофильной атаки внутреннего атома фосфора очередногодезоксинуклеозидтрифосфата3'-гидроксильным концом цепи затравки.Самое важное состоит в том, что ДНК-полимераза катализирует образование фосфодиэфирной связи только в том случае,если основание очередного нуклеотидакомплементарно основанию матричной цепи. Другими словами, ДНК-полимеразы —ферменты,направляемыематрицами.ДНК-полимеразы I, II и III обладают также 3'—>5'-экзонуклеазной активностью, которая увеличивает надежность репликациипутем удаления некомплементарных остатков. ДНК-полимеразам I и III присуща,кроме того, 5'—>3'-нуклеазная активность,играющая важную роль в механизмах репликации и репарации ДНК.Репликация ДНК в клетках E.coli начинается в строго определенном месте (вточке начала репликации) и идет в обоихнаправлениях.
В области репликационнойвилки (там, где из двух цепей ДНК получаются четыре) обе цепи родительскойДНК используются в качестве матриц длясинтеза новой ДНК. Белок rep расплетаетродительскую ДНК за счет энергии гидро-лиза АТР. Расплетанию способствует также ДНК-гираза, которая играет роль молекулярного шарнира и вводит отрицательные супервитки в родительскую ДНК.Одна цепь ДНК (ведущая) синтезируетсянепрерывно, тогда как другая (отстающая)синтезируется в виде фрагментов длиной1 kb.
Поскольку образование отстающейцепи происходит путем сборки из отдельных фрагментов, полимеризация в направлении 5'—>3' на атомном уровне приводит к общему ростуэтойцепив направлении 3'—>5'. Синтезу новой ДНКпредшествует синтез РНК, которая используется затем в качестве затравки. Впоследствии РНК, входящая в состав новообразованной РНК-ДНК-цепи, гидролизуетсяи замещается ДНК. Затем ДНК-лигаза соединяетновообразованныефрагментыДНК, которые спарены с одной и той жематричной цепью.
В этой реакции участвует в качестве источника энергииNAD + .Повреждения в ДНК, вызванные ионизирующей радиацией, ультрафиолетовымсветом и различными химическими соединениями, постоянно репарируются. Например, пиримидиновые димеры, индуцированные ультрафиолетовым светом, вырезаются специфической эндонуклеазой. Урацил, который образуется при спонтанномдезаминировании цитозина в ДНК, удаляется гликозидазой, которая дифференцирует урацил и тимин.Ферменты рестрикции узнают специфическиепоследовательности,обладающиесимметрией второго порядка, и гидролизуют одну фосфодиэфирную связь в каждой цепи ДНК в этой области.
Эти эндонуклеазы можно использовать для расщепления молекул ДНК на специфические фрагменты, удобные для дальнейшего изучения.Разработка методов, позволяющих быстроопределять последовательность нуклеотидов в ДНК на основе специфического расщепления и электрофоретического разделения продуктов, революционизировала изучение структуры ДНК.24. ДНК: генетическая роль,структура и репликация43РЕКОМЕНДУЕМАЯЛИТЕРАТУРАС чего начатьKornberg A., 1979. Aspects of DNAreplication, Cold Spring Harbor Symp.,Quant Biol., 43, 1-9.Alberts В., Sternglanz R., 1977. Recentexcitement in the DNA replicationproblem, Nature, 269, 655-661.Fiddes J.G., 1977.
The nucleotidesequence of a viral DNA, Sci. Amer.,237(6), 54-67.Hamilton H.О., 1979.Nucleotidesequense specificity of restriction endonucleases, Science, 205, 455-622.Nathans D., 1979. Restriction endonucleases, simian virus 40, and the newgenetics, Science, 206, 903-909.Bauer W.R., Crick F.H.C., White J.H.,1980. Supercoiled DNA, Sci. Amer.,243(1), 118-133. (Ясно и четкорассмотрена топология суперспиральных ДНК.)Molecular structure of nucleic acid.A structure for deoxyribose nucleic acid,Nature, 171, 737-738.Watson J.D.,Crick F.H.C., 1953.Genetic implications of the structure ofdeoxyribonucleic acid, Nature, 171,964-967.Kornberg A., 1960. Biological synthesisof deoxyribonucleic acid, Science, 131,1503-1508.Meselson M., Stahl F.W., 1958.
Thereplication of DNA in Escherichia coli,Proc. Nat. Acad. Sci., 44, 671-682.Taylor J.H. (ed.), 1965. Selected Paperson Molecular Genetics, Academic Press.(В этой книге содержатся классические статьи, упоминавшиеся в даннойглаве.)Определение последовательности оснований в ДНКSanger F., Nicklen S., Coulson A.R.,1977. DNA sequencing with chainterminating inhibitors, Proc. Nat.
Acad.Sci., 74, 5463-5467.КнигиMaxam A.M., Gilbert W., 1977. A newKornberg A., 1980. DNA Replication, method for sequencing DNA, Proc. Nat.Freeman. (Выдающаяся монография, Acad. Sci., 74, 560-564.читается с большим интересом.)Cold Spring Harbor Laboratory, 1979. Белки, участвующие в репликацииReplication and Recombination, Cold ДНКSpringHarborSymposiaof Wickner S.H., 1978. DNA replicationQuantitative Biology, vol.
43. (Наибо- proteins of Escherichia coli, Ann. Rev.лее информативный сборник статей Biochem., 47, 1163-1191.по репликации, репарации и рекомби- Lehman I . R . , 1974. DNA ligase: strucнации ДНК.)ture, mechanism, and function, Science,BloomfieldV.A.,Crothers D.M., 186, 790-797.Тinосо I., Jr., 1974. Physical Chemistry McHenry C., Kornberg A., 1977.
DNAof Nucleic Acids, Harper and Row. polymeraseIIIholoenzymeofDavidson J.N., 1977. The Biochemistry Escherichia coli: purification andof the Nucleic Acids, Academic Press. resolution into subunits, J. Biol. Chem.,Ts'o P.O.P., 1974. Basic Principles in 252, 6478-6484.Nucleic Acid Chemistry, vol. 1 and 2, Rowen L., Kornberg A., 1978. Primase,Academic Press.the dna G protein of Escherichia coli: anВозникновениеосновополагающихконцепцийAveryО.Т.,MacLeodС.M.,McCarty M., 1944. Studies on thechemical nature of the substance inducing transformation of pneumococcaltypes. Induction of transformation bya deoxyribonucleic acid fraction isolatedfrom Pneumococcus Type III, J.
Exp.Med., 79, 137-158.Hershey A.D., Chase M., 1952. Independent functions of viral protein andnucleic acid in growth of bacteriophage,J. Gen. Physiol., 36, 39-56.Watson J.D.,Crick F.H.C.,1953.44Часть IV.ИнформацияBird R.E.,Lourarn J., Martuscelli J.,Caro L., 1972. Origin and sequence ofchromosome replication in E. coli,J, Mol.
Biol, 70, 549-566.Ogawa T., Okazaki Т., 1980. Discontinuous DNA replication, Ann. Rev. Biochem., 49, 421-458.Структура ДНКCantor С.R.,Schimmel P.R.,1980.BiophysicalChemistry,Freeman.[Имеется перевод: Кантор Ч., Шиммел Р. Биофизическая химия. В 3-хт. - М.: Мир, 1984.] (Гл.
3 и 6 в томе1 и гл. 22-24 в томе 3 содержат превосходный обзор, посвященный конформации нуклеиновых кислот.)Суперспиральная ДНКBauer W.R., 1978. Structure andreactions of closed duplex DNA, Ann.Rev. Biophys. Bioeng., 7, 287-313.Crick F.H.C., 1976. Linking numbersand nucleosomes, Proc. Nat. Acad. Sci.,73, 2639-2643. (Доступное введениев проблему порядка зацепления, напряжения и угла закручивания суперспиральной ДНК.)Mizuuchi K., O'Dea M.H., Gellert M.,1978.
DNA gyrase: subunit structureand ATPase activity of the purifiedenzyme, Proc. Nat. Acad. Sci., 75,5960-5963.Cozzarelli N.R., 1980. DNA gyrase andthe supercoiling of DNA, Science, 207,953-960.Репарация ДНКHanawalt P.C.,Cooper P.K.,Ganesan A.K., Smith C.A., 1979. DNArepair in bacteria and mammalian cells,Ann. Rev. Biochem., 48, 783-836.Lindahl Т., Ljungquist S., Siegert W.,Nyberg B., Sperens В., 1977.
DNA Nglycosidases. Properties of uracil-DNAglycosidase from Escherichia coli, J. Biol.Chem., 252, 3286-3294.Cleaver J.E.,1978.Xerodermapigmentosum.In:Stanbury J.B.,Wyngaarden J. В.,Fredrickson D. S.(eds.), The Metabolic Basis of InheritedDisease (4 th ed.), pp. 1072-1095,McGraw-Hill.enzyme which starts DNA chains, J. Biol.Chem., 253, 758-764.Kornberg A., Scott J.F., Bertsch L.L.,1978. ATP utilization by rep protein inthe catalytic separation of DNA strandsat a replicating fork, J.
Biol. Chem., 253,3298-3304.Cozzarelli N.R., 1977. The mechanism of action of inhibitors ofDNA synthesis, Ann. Rev. Biochem., 46,641-668.Воспоминания и исторические очеркиCairns J., Stent G.S., Watson J. D. (eds.),1966. Phage and the Origins ofМесто начала репликации ДНК и на- Molecular Biology, Cold Spring HarborLaboratory.
(Увлекательный сборникправление репликацииPrescott D.M., Kuempel P. L., 1972. воспоминаний некоторых основопоBidirectionalreplicationofthe ложников молекулярной биологии.)chromosome in E. coli, Proc. Nat. Acad. Watson J.D., 1968. The Double Helix,Sci., 69, 2842-2845.Atheneum.
(Живой рассказ об откры-тии структуры ДНК и ее биологических функциях, в котором проступаетяркая личность автора.) [Имеетсяперевод: Уотсон Д. Двойная спираль. - М.: Мир, 1969.]Olby R., 1974. The Path to the DoubleHelix, University of Washington Press. of the Genetic Substance, MIT Press.Portugal F.H.,Cohen J.S., 1977. Judson H., 1979. The Eighth Day ofA Century of DNA: A History of the Creation, Simon and Schuster.Discovery of the Structure and FunctionВопросы и задачи1.Напишитекомплементарныепоследовательности(встандартной записи в направлении 5'—>3') дляследующих последовательностей:а) GATCAA,б) TCGAAC,в) ACGCGT,г) ТАССАТ.2.Одна из цепей двухспиральнойДНК имеет следующий нуклеотидный состав (относительное молярноесодержание): [А] = 0,30, [G] = 0,24.а) Что можно сказать о содержании [Т]и [С] в той же цепи?б) Что можно сказать о содержании [А],[G], [Т] и [С] в комплементарной цепи?Рис.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
