Комплементарные цепи служат матрицами

Модель ДНК Уотсона и Крика сразу же позволила понять принцип удвоения ДНК. Поскольку каждая из цепей ДНК содержит последовательность нуклеотидов, комплементарную другой цепи, т. е. их информационное содержание идентично, представлялось вполне логичным, что при удвоении ДНК цепи расходятся, а затем каждая цепь служит матрицей, на которой выстраивается комплементарная ей новая цепь ДНК. В результате образуются два дуплекса ДНК, каждый из которых состоит из одной цепи исходной родительской молекулы ДНК и одной новосинтезированной цепи. Экспериментально показано, что именно так, по полуконсервативно-му механизму, происходит репликация ДНК (рис. 26). Несмотря на простоту основного принципа, процесс репликации сложно организован и требует участия множества белков. Эти белки, как и все другие, закодированы в последовательности нуклеотидов ДНК- Таким образом, возникает важнейшая для жизни петля обратной связи ДНК направляет синтез белков, которые реплицируют ДНК. [c.44]

Рис. 27-13. Модель репликации ДНК, предложенная Уотсоном и Криком. Комплементарные цепи родительской ДНК разделяются, и каждая из них служит матрицей для биосинтеза комплементарной дочерней цепи (дочерние цепи показаны красным цветом).

Поскольку ДНК — главный носитель генетической информации, определяющей биохимическую специфичность клетки, а эта генетическая информация передается интактной от родителей к потомкам, центральной проблемой в биосинтезе ДНК является, очевидно, механизм самоудвоения этой молекулы. Как можно представить себе синтез ДНК, направляемый самой ДНК Комплементарное спаривание оснований в двухцеиочечной молекуле прямо указывает на возможный механизм ДНК-зависимого синтеза ДНК, в котором ДНК служит матрицей для собственного воспроизведения. Были пред.ион<ены две гипотезы о матричной роли ДНК. Уотсон и Крик на основе структурных данных предположили, что каждая цепь двухцепочечной молекулы ДНК служит матрицей для синтеза комплементарной цепи. Этот механизм был назван полуконсервативной редупликацией, так как в результате одного цикла редупликации каждая из двух новообразованных дочерних молекул получает ровно половину исходной (матричной) молекулы ДНК. Согласно другому механизму — консервативной редупликации,— сначала удваивается только одна из двух цепей ДНК (причем роль матрицы в этом процессе играет двухцепочечиая молекула ДНК), а затем ун е эта новообразованная цепь ДНК служит матрицей для синтеза комплементарной ей цепи. В этом случае после одного цикла редупликации исходная молекула ДНК должна остаться интактной и синтезированная молекула ДНК будет состоять только из новообразованных цепей. Механизмы полуконсервативной и консервативной редупликации ДНК схематически представлены на фиг. 163. [c.507]

При консервативном типе репликации исходная ДНК остается неизменной во время всего процесса репликации и дочерние ДНК полностью состоят из вновь синтезированной ДНК. При полуконсервативном типе репликации в каждом акте репликации половина родительской ДНК переходит в дочернюю. Полу-консервативная схема репликации была предложена Уотсоном и Криком как логическое дополнение к созданной ими модели строения ДНК. Они предположили, что при репликации комплементарные цепи двойной спирали ДНК раскручиваются и каждая из них служит матрицей для синтеза новой цепи ДНК. Рассматривались также и другие механизмы, с помощью которых может осуществляться полуконсервативный тип репликации. [c.327]

Согласно модели Уотсона—Крика, каждая цепь ДНК служит матрицей при синтезе новой комплементарной цепи, а последовательность осно- [c.32]

Специфическая двуспиральная структура ДНК непосредственно объясняет важные факты — репликацию ДНК при митозе и метаболическую устойчивость ДНК. По мысли Крика и Уотсона, при репликации двойная спираль сначала разделяется вследствие разрыва водородных связей и раскручивания цепей. Каждая из них служит матрицей для сборки новой цепи, комплементарной к матрице. Мономеры новой цепи соединяются с матрицей, об- [c.227]

Синтез (репликация) ДНК должен происходить таким образом, чтобы образовались две новые цепи двухтяжевой ДНК с той же самой последовательностью оснований, т. е. той же генетической информацией, что и родительская. Благодаря такому процессу из данной родительской клетки возникают две дочерние. Репликация становится возможной потому, что двухтяжевая родительская ДНК разделяется на отдельные нити, из которых каждая служит матрицей для синтеза новой спирали. Если бы две цепи были ковалентно связаны, энергия, необходимая для разделения цепей, была бы весьма значительной. Сохранение последовательности оснований в процессе репликации происходит благодаря высокой специфичности при образовании водородных связей между пуриновыми и пиримидиновыми основаниями. Так что, например, аденин на одной цепи двойной спирали всегда будет находиться напротив и образовывать водородные связи с тимином во второй цепи. При разделении цепей аденин из одной цепи всегда будет взаимодействовать с тимином в процессе синтеза новой комплементарной цепи. Аналогичным образом тимин, который находился напротив аденина в родительской двойной спирали, после разделения цепей будет взаимодействовать в процессе синтеза новой комплементарной цепи с аденином. Следовательно, на каждой из разделенных цепей родительской двойной спирали, как на матрице, синтезируются две новые цепи двухспиральмой ДНК, обладающие совершенно одинаковой последовательностью оснований с родительской молекулой. Такой механизм синтеза ДНК называется полуконсервативным механизмом репликации, поскольку исходная двойная спираль наполовину сохраняется (рис. 3.9), т, е, каждая из двух образовавшихся двойных спиралей содержит одну цепь из родительской молекулы. [c.148]

Из представленных выше аналитических данных явствует что нри построении частиц готового фага используется всегда одна определенная нить из двухниточной спирали ДНК. Очевидно, вторая нить синтезируется клеткой только для осуществления процесса редупликации по Крику—Уотсону, так как каждая отдельная цепь служит матрицей для образования комплементарной цепи, после чего может произойти синтез макромолекулы, идентичной с исходной. [c.222]

Наконец, олиго- или полинуклеотид может служить матрицей , которая определяет последовательность нуклеотидов в образующемся полимере и сама не входит в состав продукта реакции. При матричном синтезе продукт реакции является комплементарной копией полинуклеотидной цепи матрицы. Этот случай наблюдается в реакциях, катализируемых ДНК-полимеразой, РНК-поли-меразой и РНК-синтетазой. [c.99]

З -ОН-группа концевого рибонуклеотида этой короткой цепи РНК служит затравкой для синтеза ДНК под действием ДНК-поли-меразы П1. По матрице материнской ДНК точно синтезируется комплементарная цепь дочерней ДНК в направлении 5 —> 3 (у прокариот — 1000-2000 нуклеотидов, в животных клетках — 150-200 нуклеотидов). Точность синтеза определяется тем, что фермент редактирует синтезированную цепь если ДНК-полимераза встраивает неправильный нуклеотид, то фермент сам может распознать неспособность этого нуклеотида образовать правильную пару с соответствующим нуклеотидом матричной цепи. В этом случае фермент возвращается назад и отщепляет неправильный нуклеотид с З -конца цепи за счет экзонуклеазной активности, после чего ДНК-полимераза продолжает присоединять правильные нуклеотиды в направлении 5 -> 3. В результате достигается высокая точность матричного синтеза (не более одной ошибки на 1—10 млрд нуклеотидных остатков). Аналогичный процесс происходит и на второй расплетенной цепи ДНК синтез праймера и затем дочерней цепи ДНК в направлении 5 -> 3. Поскольку цепи антипараллельны, то на первой рост цепи совпадает с направлением движения репликативной вилки, а на второй — идет в противоположном направлении. [c.303]

Молекула ДНК состоит из двух антипараллель-ных полинуклеотидных цепей, образующих двойную спираль. Их мономерной единицей является нуклеотид, который состоит из азотистого основания, дезоксирибозы и фосфатной группы. Соседние нуклеотиды в цепи связаны фосфодиэфирными связями, а цепи удерживаются вместе с помощью водородных связей, образующихся между комплементарными основаниями. При этом аденин образует водородные связи только с ТИМИНОМ, гуанин - только с цитозином. Процесс удвоения ДНК называется репликацией. В нем участвует множество различных белков, прежде всего ДНК-полимеразы. Каждая из цепей ДНК служит матрицей для синтеза комплементарной цепи. Комплемен-тарность оснований противоположных цепей гарантирует идентичность новосинтезирован-ной и исходной ДНК. [c.47]

Процесс гибридизации мон<ет быть использован для определения степени сродства не только между комплементарными цепями ДНК из разных клеток или организмов, но также и для определения сродства между каждой из цепей ДНК и различными типами РНК, поскольку все клеточные РНК синтезируются, как известно, на ДНК-матрицах Гибридизация между № D- и N H-содержащими цепями из тяжелой и легкой ДНК (первоначально присутствовавшей в растворе) служит также наиболее убедительным доказательством существования самого феномена разделения двух цепей и их рекомбинации (см. фиг. 52). [c.153]

Замена дезоксирибозы на рибозу или тимина на урацил не дает оснований считать, что конформации РНК и ДНК в растворе должны существенно различаться между собой. Однако поведение этих веществ в растворе в действительности оказывается различным, что может быть объяснено так же, как объясняется образование этих двух полимеров в живом организме. Цепи двойной спирали ДНК разделены, и каждая из них служит матрицей, определяющей последовательность остатков оснований во вновь образованной цени, которая должна удовлетворять правильному расположению А — Т и Г — Ц (рис. 42). Этот процесс, в котором создается равное число комплементарных, дополняющих друг друга цепей с последовательностью мономерных звеньев, идентичной последовательности исходной макромолекулы, может быть продемонстрирован на примере бесклеточной системы, как это и было показано изящными экспериментами в лаборатории Корнберга [356, 357]. При биосинтезе РНК последовательность мономеров также определяется [c.129]

Ферменты, катализирующие матричный синтез нуклеиновых кислот, называются ДНК- или РНК-полимеразами. В некоторых случаях цепь мРНК может служить матрицей не только для синтеза белка, но и для синтеза ДНК. Этот процесс катализируется ферментом обратной транскриптазой. Каждый из трех синтезов биополимеров включает в себя три этапа инициацию — начало образования полимера из двух мономеров, элонгацию — наращивание полимерной цепи и терминацию — прекращение матричного синтеза. Механизмы синтеза ДНК одинаковы для прокариот и для эукариот. В их основе заложены принципы комплементарности азотистьгх оснований (А=Т и Г=Ц), обеспечивающие строгое соответствие нуклеотидной последовательности родительской и дочерней цепей ДНК. [c.450]

Рис. 28-5. Репликация по механизму катящегося кольца , характерная для ряда вирусных ДНК. В одной из цепей происходит разрыв, после чего к З -концу этой цепи начинают присоединяться нуклеотиды. В результате разорванная родительская цепь удлиняется комплементарно другой родительской цепи, вытесняя свой собственный 5 -конец. Затем по мере того, как вытесненная цепь сматывается с кольца, начинается ее репликация. После завершения синтеза новой дочерней цепи, комплементарной этой разматывающейся цепи, новообразованный линейный дуплекс отщепляется о помощью нуклеазы и появляется линейная вирусная ДНК. Другая новообразованная (дочерняя) цепь повторяет теперь процесс репликации ее З -конец удлиняется, а З -конец сматывается и служит матрицей для синтеза новой дочерней цепи. Таким образом, на матрице, представляющей со-бой катящееся кольцо , может быть получено много новых линейных дуплексов. Репликация по такому механизму встречается и у эукариот при синтезе тандемно повторяющихся генов рРНК. В этом случае новые гены не отщепляются, а остаются в составе одной непрерывной цепи. См. разд. 27.26 и 28.25.

Репликация ДНК полуконсервативным способом. Согласно гипотезе Уотсона и Крика, каждая из цепей двойной спирали ДНК служит матрицей для репликации комплементарных дочерних цепей. При этом образуются две дочерние двухцепочечные молекулы ДНК, [c.300]

Идея о том, что ДНК редуплицируется, т. е. копируется в потомстве, приводит к важному логическому следствию. Мы должны ожидать, что ДНК клетки пли вируса не диспергируется в потомстве, а передается либо в целом состоянии, либо в виде половины, ибо можно себе представить, что двойная спираль ДНК в процессе редупликации расщепляется пополам, н каждая цепь служит матрицей для синтеза комплементарной. На свободных боковых группах сорбируются комплементарные нуклеозидтрифосфаты и затем идет их сочетание путем конденсации с выделением пирофосфата. [c.251]

Молекулы ДНК выполняют две разные функции. Первая — последовательность пуриновых и пиримидиновых оснований каждой цепи служит матрицей, с которой копируется новая цепь. Вторая -гены, составляющие ДНК, детерминируют синтез ферментов и других белков, необходимых для синтеза новых молекул ДНК. При репликации в особом участке двойной спирали ДНК происходит расплетание цепей. В результате каждая цепь начинает функционировать как матрица, на которой синтезируется новая, комплементарная цепь (рис. 1.19). Таким образом, каждая из обеих образовавщихся дочерних спиралей получает одну цепь от родительской спирали, а другую-образованную в результате синтеза de novo. Несмотря на кажущуюся логическую простоту, процесс репликации в действительности очень сложен и для его осуществления необходимо множество белков. Важ-нейщими из них являются ферменты, называемые ДНК-полимеразами. Их роль в репликации состоит в сборгк полинуклеотидных цепей из отдельных [c.32]

С того времени, как было высказано это предположение, матричная природа механизма репликации была подтверждена многочисленными данными, полученными как in vivo, так и in vitro для различных организмов. Согласно модели, репликация всех двухцепочечных ДНК полуконсервативна (рис. 22). Существуют ли в природе альтернативные способы репликации двухцепочечной ДНК (например, консервативный или дисперсный) —неизвестно. Итак, после одного раунда репликации одна цепь в каждой из двух дочерних молекул является родительской, т.е. консервативной, а другая—синтезированной заново. Если геном представлен одноцепочечной ДНК (как в некоторых вирусах), то эта единственная цепь служит матрицей для образования комплементарной цепи, с которой она об- [c.68]

Получение наборов фрагментов, имеющих общие концы. Для секвенирования ДНК с помощью ферментативного копирования необходимо иметь одноцепочечную ДНК, а также короткий полидезоюги-нуклеотицный праймер, комплементарный неболь-щому участку ДНК. Одиночная цепь служит матрицей, а новая цепь наращивается, начиная с З -гвдро-ксильной группы праймера путем присоединения дезоксирибонуклеотидтрифосфатов. При секвенировании проводят четыре типа реакций копирования, в результате чего образуются четыре набора цепей, синтез которых остановлен на остатках А, С, О или Т. Остановка синтеза происходит в результате [c.324]

B соответствии механизмом синтеза участок ДНК должен сначала стать односпиральным только после этого он способен служить матрицей для образования РНК, катализируемого ферментом РНК-полиме-разой. На небольших рисунках в рамках с правой стороны показано, как информация постепенно транскрибируется с двойной спирали ДНК (точнее, с одной иа двух разделившихся ее цепей) на молекулу РНК. а — участок двойной спирали ДНК перед транскрипцией б — цепи спирали расходятся в том месте, где будет происходить транскрипция в — образование молекулы РНК, комплементарной одной из нитей ДНК г — по окончании транскрипции восстанавливается исходная двухспиральная структура ДНК. [c.489]

В ходе репликации две комплементарные цепи ДНК разделяются и каждая из них служит матрицей для синтеза новой комплементарной цепи (тонкая лнння). В результате образуются одн-иаковые дочерние молекулы, ВДентнчные исходной молекуле [c.45]

Поврежденный участок ДНК вырезается и застраивается заново с использованием комплементарной цепи в качестве матрицы. > Е. сэИ ДНК-полимеразой, участвующей в репарации, служит ДНК-полимераза I. В ряде случаев этот же фермент может выполнять функции экзо-иуклеазы за счет своей о -> З -экзонуклеазной активности) [c.77]

Таким образом, очищенная РНК-репликаза вируса QP может осуществлять синтез новых биологически активных молекул QP-PHK. Используя в качестве матрицы инфекционную ( + )-цепь РНК вируса, очищенная репликаза способна синтезировать комплементарную (— )-цепь, которая затем в присутствии того же фермента может служить матрицей для образования полностью инфекционной Q р-РНК, идентичной с исходной (-Ь)-нитью. Из этого следует, что центральная догма молекулярной генетики [c.921]

Согласно гипотезе Уотсона-Крика, каждая из цепей двойной спирали ДНК служит матрицей для репликации комплементарных дочерних цепей. При этом образуются две дочерние двухцепочечные молекулы ДНК, идентичные родительской ДНК, причем каждая из этих молекул содержит одну неизмененную цепь родительской ДНК. Гипотеза Уотсона-Крика была проверена с помощью остроумных опытов, выполненных Мэтью Мезельсоном и Франклином Сталем в 1957 г. Основная идея этих опытов иллюстрируется схемой, приведенной на рис. 28-1. Клетки Е. соН выращивали в течение ряда поколений в среде, содержащей в качестве источника азота хлористый аммоний (NH4 I), в котором обьлный распространенный изотоп [ N] был заменен на тяжелый изотоп [ N]. Вследствие этого все соединения клеток, имеющие в своем составе азот, в том числе и основания ДНК, оказались сильно обогащенными изотопом [ N]. Плотность ДНК, выделенной из этих клеток, была приблизительно на 1 % выше плотности нормальной [ N] ДНК. Хотя это различие невелико, тем не менее смесь тяжелой [ N] и легкой [c.894]

Обе нити, образующие спираль, соединяют водородные связи между пуриновыми основаниями одной цепи и пиримидиновыми основаниями другой цепи — гуанин связывается с цитозином, а аденин с тимином (гл. 3). Отношение парных оснований (аденина к тимину и гуанина к цитозину) почти всегда составляет единицу. Из этого следует, что последовательность расположения оснований в одной цепи автоматически определяет их последовательность в другой цепи. Это приводит к представлению о способе самовосг произведения ДНК, который состоит Б том, что цепи разделяются, а затем каждая из них служит матрицей, на которой образуется комплементарная цепь (рис. 10.23). [c.256]

Изучение внутриклеточного размножения фага 0X174 позволило создать следующую картину репликации его генетического материала (фиг. 139) при вхождении в клетку-хозяина одноцепочечная кольцевая молекула ДНК родительского фага, или плюо>-цепь, служит сначала в качестве матрицы для синтеза комплементарной минусу>-цепи, в результате чего образуется двухцепочечная кольцевая РФ-структура. Репликация РФ протекает обычным полуконсервативным способом, в соответствии с моделью Уотсона — Крика, так что число РФ-молекул на зараженную клетку возрастает на ранних стадиях латентного периода. Однако на более поздних стадиях, когда в клетке уже имеется определенный пул субъединиц белка фаговой головки, начинается асимметричный процесс репликации ДНК, когда только минус -цепь РФ-кольца служит в качестве матрицы для синтеза комплементарной плюс -цепи. С ростом новой плюс -цепи старая плюс -цепь вытесняется из РФ н заключается в белковую оболочку, превращаясь, таким образом, в одноцепочечный генетический материал зрелой инфекционной частицы фага 0X174. [c.277]

Синтез РНК (транскрипция) также протекает с участием ДНК. Б процессе транскрипции раскручивается только ограниченный участок ДНК и матрицей служит лишь одна освободившаяся нить ДНК. К этой нити, как к матрице, подходят нуклеотиды в трифосфатной форме, содержащие рибозу, и по принципу комплементарности располагаются в строго определенном порядке. Затем нуклеотиды соединяются в полинуклеотид, и от каждого из них отщепляется дифосфат. Образовавшаяся полинуклеотидная цепь с матрицей двойной спирали не образует и легко отходит от молекулы ДНК, после чего происходит восстановление ее двойной спирали. Таким образом происходит синтез информационных (иРНК), транспортных (тРНК) и рибосомных (рРНК) РНК. [c.68]

При синтезе ДНК функцию матрицы выполняют по-линуклеотидные цепи молекулы дезоксирибонуклеиновой кислоты. Исходная (материнская) молекула ДНК постепенно деспирализуется, полинуклеотидные цепи расходятся и каждая из них служит матрицей, на которой создается новая полинуклеотидная цепь. При синтезе новой молекулы ДНК между азотистыми основаниями мононуклеотидов формирующейся ДНК и комплементарными основаниями мононуклеотидов матрицы возникают временные водородные связи. [c.147]

Одноцепочечная кольцевая плюс -цепь инфицирующей ДНК фага служит в качестве матрицы для синтеза комплементарной минус -цепи, давая начало двухцепочечной репликативной форме, или РФ. На ранних стадиях заражения РФ реплицируется полуконсервативно и симметрично, в результате чего образуются дочерние молекулы РФ. На поздних стадиях заражения, когда уже присутствуют белковые молекулы фаговых головок, начинается асимметричная репликация молекул РФ. Теперь в качестве матрицы для синтеза дочерней плюс -цепи служит только минус -цепь Р Ф в результате происходит вытеснение старой плюс -цепн из молекулы РФ. Вытесненная плюс -цепь заключается в фаговую головку одной из частиц потомства. [c.276]

Смотреть страницы где упоминается термин Комплементарные цепи служат матрицами: [c.278] [c.123] [c.17] [c.68] [c.45] [c.452] [c.502] [c.184] [c.495] [c.585] [c.32] [c.70] [c.106] [c.502] [c.21] [c.923] [c.435] [c.514] [c.375] [c.275]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология