Обзор процессов репликации и репарации ДНК | Глава 13 – Клеточная и молекулярная биология (7-е из...

Last Minute Lecture — это студенческий проект, который в настоящее время полностью финансируется студентами, считающими, что образовательные ресурсы должны оставаться бесплатными и доступными. Если Last Minute Lecture помог вам в учебе, пожалуйста, рассмотрите возможность поддержки проекта. ❤️ https://lastminutelecture.com/support/ Все главы теперь доступны бесплатно на нашей новой платформе: https://lastminutelecture.com 📚 Эта всеобъемлющая глава подробно описывает основные биологические процессы репликации и репарации ДНК, важнейшие механизмы для точной передачи и сохранения генетического плана во всех живых системах. Дублирование ДНК соответствует полуконсервативной модели репликации, экспериментально подтвержденной экспериментом Мезельсона-Сталя, которая гласит, что каждый дочерний дуплекс содержит одну исходную родительскую нить и одну вновь синтезированную нить. Репликация начинается в определенном месте начала репликации и протекает в обоих направлениях, образуя две репликационные вилки. Механическое разделение антипараллельных родительских нитей создает натяжение перед репликационной вилкой, которое ослабляется ДНК-гиразой, топоизомеразой II типа. Поскольку все ДНК-полимеразы могут добавлять нуклеотиды только в направлении от 5' к 3', репликация протекает полупрерывисто. Ведущая нить непрерывно собирается в направлении репликационной вилки, в то время как отстающая нить строится прерывисто в виде коротких фрагментов Оказаки, которые впоследствии ковалентно соединяются ДНК-лигазой. Инициирование нити, будь то для ведущей нити или для каждого фрагмента Оказаки, требует наличия временного РНК-праймера, синтезируемого специализированной РНК-полимеразой, называемой примазой. Сложный репликационный комплекс (реплисома) требует многочисленных вспомогательных белков, включая ДНК-хеликазу (для раскручивания) и белки, связывающие одноцепочечную ДНК (SSB) (для стабилизации разделенных цепей), а также скользящий зажим в форме пончика (например, бета-зажим у бактерий или PCNA у эукариот), чтобы гарантировать, что полимераза остается прикрепленной к матрице и работает процессивно. Невероятная точность репликации ДНК поддерживается тремя этапами: точным выбором нуклеотидов, немедленной коррекцией ошибок с помощью 3'-5' экзонуклеазной активности полимеразы (которая устраняет ошибки при обнаружении) и пострепликативной репарацией несовпадений (MMR). В эукариотических клетках более крупный геном реплицируется с использованием множественных сайтов инициации, называемых репликонами, локализованных в определенных областях ядра, известных как репликационные очаги. Кроме того, клетки обладают сложным набором систем репарации ДНК для противодействия воздействию окружающей среды и метаболическим повреждениям: нуклеотидная эксцизионная репарация (NER) удаляет крупные повреждения, такие как пиримидиновые димеры, индуцированные УФ-излучением, часто отдавая приоритет активным генам; базовая эксцизионная репарация (BER) обрабатывает незначительные изменения оснований с помощью специализированных ДНК-гликозилаз; а серьезные угрозы, такие как двуцепочечные разрывы (DSB), часто устраняются путем негомологичного соединения концов (NHEJ). Если репликативная полимераза останавливается на неисправленном повреждении, специализированные полимеразы с низкой точностью выполняют транслезионный синтез (TLS), механизм обхода, дефекты которого связаны с такими заболеваниями, как пигментная ксеродермия (XP). Спасибо, что вы стали частью нашей небольшой семьи «Лекции в последнюю минуту»! ⚠️ Дисклеймер: Эти краткие обзоры созданы исключительно в образовательных и развлекательных целях. Они содержат преобразующие комментарии и перефразированные обзоры, чтобы помочь студентам понять ключевые идеи из цитируемых учебников. Last Minute Lecture не связан, не спонсируется и не поддерживается ни одним издателем или автором учебников. Все названия учебников, имена и изображения обложек (если таковые имеются) используются в рамках добросовестного использования исключительно для идентификации обсуждаемого произведения. Некоторые части текста и повествования созданы с помощью инструментов искусственного интеллекта для повышения доступности и согласованности. Несмотря на все усилия по обеспечению точности, эти материалы предназначены для дополнения, а не замены официальных учебных материалов, лекций или профессиональных учебных пособий. Всегда обращайтесь к оригинальному учебнику и методическим указаниям преподавателя для получения полной и достоверной информации.