Учебник для ВУЗОВ

БИОХИМИЯ

В. Ориджины репликации

ДНК хромосомы человека содержит примерно 150 млн пар нуклеотидов. Репликация такой большой молекулы со скоростью 50 нуклеотидов в минуту шла бы примерно 800 ч. Поэтому инициация синтеза ДНК происходит в нескольких сайтах хромосомы, которые называют сайтами инициации репликации, или ориджинами (от англ. origin — происхождение) репликации (рис. 4-17).

Рис. 4-17. Образование друх репликативныз вилок, перемешающихся в противоположных направлениях от ориджина

Термин «сайт» используют для обозначения любого участка генома. Ориджины репликации имеют определённую нуклеотидную последовательность. Последовательность ДНК, ограниченную двумя ориджинами репликации, называют единицей репликации, или репликоном. На ориджинах при участии ДНК-топоизомеразы I инициируется двунаправленная репликация. Образуются две репликативные вилки, перемещающиеся в противоположных направлениях до тех пор, пока не встретятся со следующим репликоном, т.е. репликация прекращается, когда встречаются две репликативные вилки.

Метилирование ДНК

После завершения репликации происходит метилирование нуклеотидных остатков вновь образованных цепей ДНК. Метальные группы присоединяются ко всем остаткам аденина в последовательности -GATC-, при этом образуется N₆-метил аденин, а также возможны метилирование цитозина в последовательности -GC-и образование N₅-метилцитозина. Количество метилированных оснований равно примерно 1—8%. Модификация происходит при участии ферментов, использующих в качестве источника метальных групп S-аденозилметионин (SAM) (см. раздел 9). Присоединение метильных групп к остаткам аденина и цитозина не нарушает комплементарности цепей (рис. 4-18).

Рис. 4-18. Метилирование остатков аденина в последовательности -GATC-. В течение нескольких минут после репликации, пока не произошло метилирование, новая цепь ДНК отличается от матричной цепи

Наличие метальных групп в цепях ДНК необходимо для формирования структуры хромосом, а также для регуляции транскрипции генов. В течение непродолжительного времени в молекуле ДНК последовательности -GATC-метилированы по аденину только в матричной, но не в новой цепи. Это различие используется ферментами репарации для исправления ошибок, которые могут возникать при репликации.