Термінація — це заключний етап реплікації ДНК. Характеристика та механізм процесу

В молекулярній генетиці процеси синтезу ДНК, РНК і білка для зручності опису поділені на три стадії: ініціацію, элонгацию і терминацию. Ці етапи описують неоднакові механізми для різних синтезованих молекул, проте завжди означають початок, хід і завершення. Репликационная термінація являє собою закінчення синтезу молекул ДНК. Біологічна роль термінації

Ініціація і термінація являють собою початкову та кінцеву межі нарощування синтезованої ланцюга, який здійснюється на стадії елонгації. Завершення процесу зазвичай відбувається там, де закінчується біологічна доцільність подальшого синтезу (наприклад, в місці закінчення репликона або транскриптона). При цьому термінація виконує 2 важливі функції: не дозволяє синтезу вийти за межі конкретної ділянки матричної ланцюга; звільняє продукт біосинтезу.

Так, наприклад, в процесі транскрипції (синтезі РНК на основі ДНК-матриці) термінація не дозволяє процесу перетнути кордон конкретного гена або оперона. В іншому випадку смисловий зміст матричної РНК було б порушено. У разі синтезу ДНК термінація утримує процес в межах одного репликона.

Отже, термінація — це один з механізмів підтримки відособленості і впорядкованості біосинтезу різних ділянок матричних молекул. Крім того, звільнення продукту дозволяє останньому виконати свої функції, а також повертає систему в початковий стан (від'єднання ферментних комплексів, відновлення просторової структури матриці тощо). Що таке термінація синтезу ДНК

Синтез ДНК відбувається під час реплікації — процесу подвоєння генетичного матеріалу в клітині. При цьому вихідна ДНК расплетается, і кожна з її ланцюгів служить матрицею для нової (дочірній). В результаті на місці однієї двохланцюжкової спіралі формуються дві повноцінні молекули ДНК. Термінація (закінчення) цього процесу у прокаріотів та еукаріотів відбувається по-різному із-за деяких відмінностей в механізмах реплікації хромосом і нуклеоида без'ядерних клітин.

Як здійснюється реплікація

У реплікації бере участь цілий комплекс білків. Головну функцію виконує фермент, який здійснює синтез, — ДНК-полімераза, яка каталізує утворення фосфодиэфирных зв'язків між нуклеотидами нарощуваною ланцюга (останні підбираються за принципом комплементарності). Для початку роботи ДНК-полимеразе потрібно затравка — праймер, який синтезується ДНК-праймазой.

Цій події передує расплетание ДНК і поділ її ланцюгів, кожна з яких служить матрицею для синтезу. Так як останній може відбуватися тільки від 5'к 3`-кінця, одна ланцюг стає провідною (синтез відбувається в прямому напрямку і безперервно), а інша — відстає (процес здійснюється в зворотному напрямку і фрагментарно). Розрив між фрагментами згодом усувається ДНК-лигазой.

Расплетание подвійної спіралі здійснюється ферментом ДНК-хеликазой. В ході цього процесу утворюється Y-образна структура, названа репликационной виделкою. Утворюються одноцепочечные ділянки стабілізуються так званими SSB-білками.

Термінація — це зупинка синтезу ДНК, яка відбувається або в результаті зустрічі репликационных вилок, або при досягненні кінця хромосоми. Механізм термінації у прокаріотів

Завершення реплікації у прокаріотів відбувається у відповідній точці геному (сайті термінації) і обумовлюється двома факторами: зустріччю репликационных вилок; ter-сайтами.

Зустріч вилок відбувається в тому випадку, якщо молекула ДНК має замкнуту кільцеву форму, яка характерна для більшості прокаріотів. В результаті безперервного синтезу відбувається з'єднання 3` та 5` -кінців кожної ланцюга. При односпрямованої реплікації точка поєднання збігається з сайтом ініціації (OriC). В такому випадку,синтезуються ланцюг як би огинає кільцеву молекулу, повертаючись до вихідної точки і зустрічаючись з 5`-кінцем самої себе. При двобічної реплікації (синтез йде одночасно в двох напрямках від точки OriC) зустріч вилок і з'єднання кінців відбувається в середині кільцевої молекули.

Зчеплення кілець здійснює ДНК-лигазой. При цьому формується структура, звана катеканом. Шляхом внесення одноцепочечного розриву ДНК-гіраза роз'єднує кільця, і процес реплікації завершується.

У реплікації також беруть участь ter-сайти. Вони розташовані на 100 нуклеотидних пар далі точки зустрічі вилок. Ці ділянки містять коротку послідовність (23 н. п), з якою пов'язується білковий продукт гена tus, що блокує подальше просування репликационной вилки.

Термінація реплікації в эукариотической клітці

І останній момент. У еукаріотів одна хромосома містить кілька точок ініціації реплікації, а термінація відбувається у двох випадках: при зіткненні вилок, що рухаються в протилежних напрямках; у разі досягнення кінця хромосоми.

По закінченні процесу розділені молекули ДНК зв'язуються з хромосомними білками і впорядковано розподіляються по дочірнім клітинам. Автор: Лідія Шерстова 25 Липня, 2018

Категория: Студентам