Молекулярная биология гена - Уотсон Дж.
Скачать (прямая ссылка):
Значение этого затруднения оказалось в определенном смысле ве столь уж важным, когда было обнаружено, что в течение большей части цикла репликации обе родительские цепи остаются интактпыми, причем нере-плицировавшаяся часть 0-промежуточных Структур периодически принимает суперспирализоваппую конформацию- Отсюда следует, что разрывы, обеспечивающие раскручивание, существуют весьма непродолжительное время На самом деле репликация кольцевой ДНК может начинаться с роста очень маленького репликативного пузыря в составе полностью ковалептпо замкнутой ДНК (рис 9-29). Элопгация цепи внутри этого крошечного пузыря продолжается до того момента, когда увеличение суперспирализоваппости не начнет препятствовать дальнейшему росту, так как увеличивать число сунервитков невозможно по стерическим при-
I* ,
Рве. 9-26 Радиоавтограф, показываю ч „ у* ?
nytiiY образные точки роста А и В хро- h jjft , , у
uocoMuf.coiitCairnE.ColdSpriDgl-Jarbor г-?' '' V ’ \
Ssuip Qua.it. Biol , XXVIII, 44. {. -w 7 < \ \
1983) ДНК метили 3Н-тимидином на ' ^ Я ' \ .. ' /
протяжении двух циклов репликации _ 4 ,
ДНК G-подобная форма молекулы ^ Л , .. ^
образовалась в результате репликации f™1 " -у '-s.^ .
кольцевой хромосомы на z/s Длина fc * \ "¦ -«¦*—}
вертикальной черты справа — 100 мкм. I • ^ * _
Рис 9-27 Упрощенная схема репликации кольцелых молекул ДИК в двух направлениях. Б электронном микроскопе удается наблюдать .тишь некоторые из репликативных промети
точных структур, потому что молекулы, и которых родительские цепи интактны, находятся в супсрспира лизованной конформации.
Рис 9-28 G образная реплицирующаяся ыолехула ДНК фага "к. (С любезного разрешения д ра Дресслера Гарварде кин университет1
Рис 9-29. Скрушшньш реплицирующиеся молекулы кояьцешои ДНК вируса SV-40 (Salzman ct al., Colti Spring Harbor Svmp Quant Biol, XXXVIII, 257, 1973).
А Электронная микрофотография ранней стадии репликации Б. Схема иредстаиленной
микрофотографии; L1 и L2 — уже рсплициро-вашписся участки, L3 — нерсплицировавшив-ся участок в суперспирализовапиой конфн гурации.
чинам. Такие остановившиеся в росте пузыри могут возобновить свой рост только после того, мак специфический раскручивающий, или релак-сирующий, фермент внесет одттоцепочечный разрыв, позволяющий супер-спиравизованной молекуле релаксировать и превратиться в кольцевую молекулу, не содержащую супервитков. После заделывания разрыва происходит дальнейший рост цепи, снова возникают сулервитки, которые опять ре лансируют под действием релаксирующего фермента.
В настоящее время Д НК-релансирующие ферменты выделены из бактериальных клеток и клеток высших животных. Один и тот же фермент вносит одноцепочечные разрывы и затем их заделывает. Как ни странно, для восстановления связей полинуклео гиднои цепи дополнительная энергия, видимо, пе требуется. Это может быть следствием каталитического механизма, при котором один из концов, образовавшихся в месте разрыва, прикрепляется ковалентной связью к ДИК-релаксирующему ферменту, благодаря чему анергия фосфодиэфириок связи остова сохраняется. Посче релаксации супервитков эта энергия используется для восстановления разорванной связи. Пока совершенно пеяспо, действует ли релаксирующий фермент на любые связи в полинуклеотидах или оы работает только в специфических участках (например, в точке начала или окончания репликации)
Остается еще выяснить механизм, позволяющий двум родительским целям разделиться по окончании репликации. Одна из двух цепей должна быть разорвана, по как <>то происходит и почему при этом не образуется неполная линейная дочерняя молекула, остается загадкой. Вероятнее всого родительские цепи расходятся над действием расплетающих белков далеко впереди того участка, где синтезируются дочерние цепи. Тогда внесение одноцепочечного разрыва релаксирующим ферментом по окончапии репликации приводит к расхождению дочерних молекул до того, как они превратятся в ковалентно замкнутые двухцепочечные кольца Однако эта схема по объясняет, каким образом воссоединяются свободные концы разорванной родительской цепи. По всей вероятности, разрез, позволяющий цепям разойтись, производится в таком участке, где разделенные цепи сиособны образовать петлю в форме шпильки, подо-
Рпс. 9-30 Механизм разделения цепей дочерних кольцевых ДНК. Он и ключа ет образованна петли и форме шпильки для соединения концов родительской матричной цепи.
А Одиночный пуклсазный разрыв и нерешш-нирпванном участке Б Образование петли в форме ппшлыш п разделение дочерних спиралей В За.\1ьгкапие пехай лигазои и последующее заиортиепие синтеза дочерних цепей.
бно тому как это происходит в одноцепочечной РНК. Если такая шпилька образуется, то разрезы в петлях могут быть ферментативно устранены под действием лигазы (рис. 9-30)
